Revista Mecatrônica Atual Ano II n9

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<p>Problemas e soluções 7</p><p>Protetores de linha</p><p>30</p><p>Mercado de robôs</p><p>10</p><p>15</p><p>Válvulas direcionais</p><p>Mesa XY</p><p>9</p><p>Controle inteligente:</p><p>37</p><p>Imprecisão nas medidas</p><p>Sensores de posição</p><p>Comunicação serial</p><p>na indústria usando o protocolo RS-232</p><p>39</p><p>ÍNDICE</p><p>Nº 9 - ABRIL - MAIO/2003</p><p>Inversores vetoriais:</p><p>33</p><p>Este artigo mostra algumas tendências</p><p>do mercado de robôs no Brasil.</p><p>Conheça os elementos aplicados no con-</p><p>trole do sentido de movimento, força e velo-</p><p>cidade dos atuadores pneumáticos.</p><p>A tecnologia de sensor linear: a da magneto-</p><p>restrição permite a construção de um sensor</p><p>totalmente sem contato entre o cursor e ele-</p><p>mento sensor, entre inúmeras outras vantagens.</p><p>Entenda os conceitos de tomada de me-</p><p>dição, grandeza e precisão da medida, mos-</p><p>tra como é feita a classificação dos “erros”</p><p>e apresenta os principais tipos de desvio.</p><p>Veja o que pode estar presente, como</p><p>perturbação, nas linhas de transmissão de</p><p>energia ou de dados, e a maneira de fazer a</p><p>melhor proteção.</p><p>Saiba o que acontece com o motor elé-</p><p>trico no ambiente do controlador e também</p><p>o significado dos eixos Q e D aplicados no</p><p>processo de controle vetorial.</p><p>O protocolo RS-232 é uma das formas</p><p>mais usadas para enviar dados de uma</p><p>máquina a um computador, e vice-versa.</p><p>Notícias 3</p><p>será o fim dos cartões de entrada e saída?</p><p>20</p><p>A mesa XY é uma associação de vários</p><p>componentes elétricos e mecânicos de alta</p><p>responsabilidade, precisão e confiabilidade.</p><p>Esse artigo trata destes componentes.</p><p>26</p><p>Manutenção preditiva e pró-ativa</p><p>O que as vantagens das manutenções</p><p>preditiva e pró-ativa trazem para os proces-</p><p>sos produtivos.</p><p>44</p><p>Entenda como a distribuição do controle</p><p>inteligente dá mais autonomia aos disposi-</p><p>tivos de campo e muda a configuração bá-</p><p>sica dos processos de automação.</p><p>caminha para o "gargalo"</p><p>com tecnologia da magneto-restrição</p><p>explorando os fundamentos</p><p>Analisadores industriais</p><p>Aqui são apresentados os elementos que</p><p>englobam a análise industrial e também os</p><p>principais conceitos da instrumentação ana-</p><p>lítica</p><p>13</p><p>Tolerância geométrica - 2ª parte</p><p>52</p><p>Vistas ortogonais e foto-realismo</p><p>58</p><p>Crie vistas ortogonais com base em de-</p><p>senhos tridimensionais e utilize os recur-</p><p>sos de renderização, aplicação de materi-</p><p>ais e iluminação no AutoCAD.</p><p>Conheça os modos de representação do</p><p>quadro de tolerância, elementos de referên-</p><p>cia e principalmente o conceito de campo</p><p>de tolerância.</p><p>Distúrbios no fornecimento de energia</p><p>Veja os principais tipos e como preveni-los.</p><p>46</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>3MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>NOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIAS</p><p>MECAMECAMECAMECAMECATRÔNICATRÔNICATRÔNICATRÔNICATRÔNICA</p><p>NOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIAS</p><p>Foundation Fieldbus vira guia de bolso</p><p>s sete níveis do “Foundation Fieldbus” e toda a</p><p>sua literatura didática são descritos por Ian</p><p>Verhappen e Augusto Pereira no livro que leva o mes-</p><p>mo nome. Em formato de Guia de Bolso, o “Foundation</p><p>Fieldbus” traz os níveis do protocolo, cabeamento, fon-</p><p>tes de alimentação, documentação, integração do sis-</p><p>tema, comissionamento, além da localização e repa-</p><p>ro de defeitos.</p><p>Uma série de gráficos e significados de siglas fo-</p><p>ram incorporados ao trabalho para que o leitor se si-</p><p>tue dentro da arquitetura de automação industrial. A</p><p>proposta do livro é tornar-se uma fonte de referência</p><p>para técnicos e engenheiros à me-</p><p>dida que essa tecnologia vai sen-</p><p>do explorada. Os autores enfatizam</p><p>que o guia de bolso “Foundation</p><p>Fieldbus” não pretende ser um ma-</p><p>nual completo sobre tudo o que há</p><p>para aprender sobre essa</p><p>tecnologia. Ian e Augusto acredi-</p><p>tam que o “Foundation Fieldbus” é</p><p>uma tecnologia em constante evo-</p><p>lução, motivo pelo qual seria impos-</p><p>sível reunir todas as informações</p><p>em um único trabalho.</p><p>Entre um capítulo e outro, os autores dão dicas</p><p>sobre como sanar dúvidas na aplicação do</p><p>“Foundation Fieldbus” ou obter a melhor performance</p><p>desta tecnologia. Na última parte do trabalho, os au-</p><p>tores apresentam toda a “sopa de letrinhas” que en-</p><p>volvem a automação e que são citadas no decorrer</p><p>dos textos.</p><p>Augusto Pereira trabalhou na implantação do pri-</p><p>meiro projeto de “Foundation Fieldbus” no mundo (fá-</p><p>brica da Deten, em Camaçari – Bahia) em 1994. Há</p><p>dois anos, durante uma reunião da ISA – entidade in-</p><p>ternacional de engenheiros e instrumentistas - ficou</p><p>sabendo que o canadense Ian</p><p>Verhappen gostaria de escrever uma</p><p>literatura explicativa sobre</p><p>“Fieldbus”. Augusto, que já detinha</p><p>know-how e material técnico sobre</p><p>a tecnologia, aceitou de imediato.</p><p>Até o final de 2003, os dois au-</p><p>tores lançarão o segundo livro refe-</p><p>rente ao assunto. Trata-se de uma</p><p>aplicação prática de “Foundation</p><p>Fieldbus” na Fyncrude Oil & Gas,</p><p>empresa onde trabalha Ian</p><p>Verhappen.</p><p>O</p><p>Novos softwares para</p><p>aquisição de dados</p><p>Fluke acaba de acrescentar dois pacotes de</p><p>software à sua linha de produtos para aquisi-</p><p>ção de dados no ambiente industrial. Desenvolvido</p><p>pela Indusoft, o Fluke DAQ é indicado para a confi-</p><p>guração de instrumentos e gerenciamento de ten-</p><p>dências, enquanto que o Fluke HMI (Human-Machine</p><p>Interface) amplia as capacidades dos Sistemas de</p><p>Aquisição de Dados. Esta última ferramenta apre-</p><p>senta programação com base na “tecnologia orien-</p><p>tada a objeto” para permitir que os usuários expan-</p><p>dam e integrem com facilidade seus sistemas num</p><p>grande número de características disponíveis.</p><p>Yaskawa traz CLP para o Brasil</p><p>Yaskawa Elétrica do Brasil passou a contar com</p><p>uma família de controladores para implementar</p><p>seus projetos de automação no Brasil. A proposta</p><p>da empresa não é a de vender o produto de forma</p><p>isolada, mas sim integrado a projetos onde possa</p><p>fornecer seus painéis e inversores de freqüência.</p><p>Este último produto continua sendo o responsável</p><p>por 50% da receita da empresa no Brasil, seguido</p><p>de servo-acionamentos (20%), sistemas de enge-</p><p>nharia (20%) e robôs (10%). Em 2002, a empresa</p><p>alcançou faturamento de R$ 35 milhões crescendo</p><p>20% em relação a 2001. Em nível mundial, a</p><p>Yaskawa é uma empresa de US$ 3 bilhões.</p><p>A A</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/20034</p><p>NOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIAS</p><p>Cursos e eventos</p><p>Acompanhe alguns dos Cursos, Feiras e Seminários que rondam o mundo</p><p>da automação industrial. As entidades técnicas, faculdades e fabricantes apre-</p><p>sentam vários temas interessantes que vão desde os sensores e medidores</p><p>até os níveis mais complexos baseados em inteligência artificial.</p><p>ISA</p><p>A Instrumentation, Systems and Automation Society (ISA), através de seu</p><p>Distrito IV, promove em São Paulo, nos dias 22 e 23 de abril, o curso de “Variabi-</p><p>lidade de processos: causas, conseqüências e auditorias para sua redução”. Já</p><p>em maio (dias 13 e 14) é vez de aprender mais sobre controladores lógicos no</p><p>curso “A Norma IEC 61131-3 - Programação de Controladores”. Maiores infor-</p><p>mações sobre esses e outros cursos podem ser obtidas pelo telefone (11) 5521-</p><p>0296, ou através do endereço eletrônico: info@isadistrito4.org.br</p><p>Novitec 2003</p><p>De 16 a 20 de junho, a cidade de Paulínia (118 km a nordeste de São Paulo)</p><p>será palco do evento “Novitec – Feira de Novidades em Tecnologias de Automação”.</p><p>Além de cobrir áreas da automação industrial, a feira terá algumas novidades</p><p>como a exposição de ferramentas elétricas, mecânicas, pneumáticas, de corte,</p><p>acessórios para máquinas operatrizes e injetoras. Também incluirá produtos do</p><p>setor de energia, entre os quais, geradores, equipamentos de média e alta ten-</p><p>são, de iluminação e de conservação de energia. Outras informações pelo telefo-</p><p>ne: (19) 3844-3019 ou através do site da organizadora www.wm2.com.br</p><p>Bicsi Brasil</p><p>Tudo sobre cabeamento estruturado, desde normas, infra-estrutura e</p><p>automação predial e residencial até chegar à planta externa e networking. Esse é</p><p>o foco do evento “Bicsi Brasil” que acontecerá de 20 a 22 de maio (das 12h às</p><p>20h) no Centro de Convenções Frei Caneca (São Paulo). De acordo com a</p><p>entidade que promove o evento, o Brasil movimenta por ano US$ 160 milhões</p><p>com serviços de cabeamento. Informações sobre o “Bicsi Brasil-2003” podem</p><p>ser obtidas através</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>27MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>DISPOSITIVOSDISPOSITIVOSDISPOSITIVOSDISPOSITIVOSDISPOSITIVOS</p><p>vantagens em relação a outras</p><p>tecnologias. A possibilidade de fa-</p><p>zer uma medição sem contato per-</p><p>mite que a vida útil deste tipo de</p><p>sensor seja muito superior à da ré-</p><p>gua potenciométrica, visto que esta</p><p>última sofre desgaste pelo contato</p><p>que desliza sobre seu elemento</p><p>sensor.</p><p>Outra grande vantagem é que,</p><p>como não há contato, é possível que</p><p>o elemento sensor e o circuito ele-</p><p>trônico do sensor magneto-restritivo</p><p>possam sem montados em en-</p><p>capsulamentos totalmente à prova</p><p>de pó e de líquidos.</p><p>A faixa de atuação do sensor pode</p><p>chegar até 15 metros (dependendo</p><p>do modelo), enquanto seus concor-</p><p>rentes chegam a poucos metros.</p><p>Além disso, esta tecnologia per-</p><p>mite que mais de um cursor possa</p><p>ser instalado em um mesmo</p><p>sensor, possibilitando uma grande</p><p>economia em algumas aplicações.</p><p>Outra possibilidade é que além da</p><p>saída proporcional à posição, é</p><p>possível termos uma saída propor-</p><p>cional à velocidade de movimento</p><p>do cursor.</p><p>MODELOS</p><p>DISPONÍVEIS</p><p>Há três tipos básicos de monta-</p><p>gem disponíveis:</p><p>- Para montagem externa (veja fi-</p><p>gura 2 ), que é instalado ao lado do</p><p>dispositivo a ser medido, e este é</p><p>mecanicamente ligado ao cursor.</p><p>Existem cursores que podem desli-</p><p>zar sobre o sensor e outros que po-</p><p>dem flutuar sobre ele.</p><p>- Para montagem interna em ci-</p><p>lindro hidráulico (observe a figura 3 ),</p><p>Figura 2 – Sensores para montagem</p><p>externa.</p><p>Figura 3 – Sensor para montagem interna em cilindro hidráulico.</p><p>Figura 4 – Vista em corte da montagem em cilindro hidráulico.</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200328</p><p>DISPOSITIVOSDISPOSITIVOSDISPOSITIVOSDISPOSITIVOSDISPOSITIVOS</p><p>que possui uma haste de aço inox</p><p>onde o elemento sensor é instalado.</p><p>Este tubo pode suportar pressão de</p><p>mais de 5000 psi e é instalado dentro</p><p>do cilindro (que deve ter seu êmbolo</p><p>furado). Um magneto é instalado no</p><p>êmbolo (figura 4 ), e com isto tem-se</p><p>a medida da posição do cursor do ci-</p><p>lindro. Este tipo de montagem tem</p><p>uma grande vantagem, pois há gran-</p><p>de redução do espaço ocupado para</p><p>instalação do sensor. Além disso, no</p><p>caso de uma manutenção, pode-se re-</p><p>tirar somente a eletrônica e o elemento</p><p>sensor, ficando o tubo de aço inox</p><p>dentro do cilindro.</p><p>- Sensor com haste flexível (na</p><p>figura 5 ), que permite a instalação</p><p>em locais onde era impossível a ins-</p><p>talação de sensores de posição.</p><p>Com relação ao tipo de sinal de</p><p>saída pode-se escolher entre:</p><p>- analógica - 0-20 mA, 4-20 mA</p><p>ou 0-10 V;</p><p>- SSI – interface serial síncrona</p><p>24 ou 25 bits, binário ou gray code;</p><p>- Profibus-DP;</p><p>- Interbus-S;</p><p>- CANopen;</p><p>- Devicenet;</p><p>- Servoválvula - ±0-50 mA ou ±10</p><p>V; este tipo de sensor (figura 6 ) pos-</p><p>sui um servocontrolador embutido e</p><p>permite o controle da servoválvula</p><p>diretamente, sem o uso de um servo</p><p>controlador externo.</p><p>A resolução alcançada por estes</p><p>sensores pode chegar a 0,002 mm</p><p>para a saída digital ou infinita para</p><p>saída analógica.</p><p>APLICAÇÕES</p><p>Devido a sua alta vida útil e sua</p><p>robustez, o sensor magneto-restritivo</p><p>de posição linear pode ser usado em</p><p>diversas aplicações industriais ou até</p><p>mesmo comerciais.</p><p>- Máquinas injetoras: os sensores</p><p>podem ser utilizados em três locais:</p><p>o controle da injeção, o controle da</p><p>extração e o controle da abertura do</p><p>molde (observe a figura 7 ). Com o</p><p>uso deste sensor pode-se reduzir sen-</p><p>sivelmente o índice de trocas das ré-</p><p>guas potenciométricas comuns.</p><p>- Cilindros hidráulicos: como foi</p><p>dito anteriormente, a instalação den-</p><p>tro do cilindro hidráulico facilita a ins-</p><p>talação e permite inúmeras aplica-</p><p>ções.</p><p>- Prensas e dobradeiras: pode-</p><p>se reduzir o tempo de preparação de</p><p>máquina tendo uma informação ab-</p><p>soluta da posição.</p><p>- Máquinas de molde por sopro:</p><p>o sensor pode dar o retorno de infor-</p><p>Figura 5 – Sensores com haste</p><p>flexível.</p><p>Figura 6 – Sensores tipo</p><p>servoválvula.</p><p>mação para controlar a taxa ou a</p><p>quantidade de plástico alimentado ou</p><p>expandido dentro do molde.</p><p>- Cilindros pneumáticos: o sen-</p><p>sor pode ser instalado ao lado do</p><p>cilindro para informar sua posição</p><p>atual.</p><p>- Máquinas injetoras de metal:</p><p>o sensor informa a posição do cilin-</p><p>dro hidráulico que força o metal para</p><p>dentro do molde.</p><p>- Indústria do entretenimento: o</p><p>sensor pode informar a posição de</p><p>cadeiras ou plataformas móveis uti-</p><p>lizadas em diversos brinquedos de</p><p>realidade virtual.</p><p>- Nível de líquidos: com o uso</p><p>de um sensor com haste de aço inox</p><p>com uma bóia munida do magneto,</p><p>é possível medir o nível de diversos</p><p>tipos de líquido, inclusive combustí-</p><p>veis, uma vez que se pode usar um</p><p>sensor magneto-restritivo com segu-</p><p>rança intrínseca.</p><p>- Máquinas agrícolas: o sensor</p><p>tem diversas aplicações; uma delas</p><p>é controlar a profundidade que o ara-</p><p>do deve penetrar na terra.</p><p>Além destas, existem ainda apli-</p><p>cações na siderurgia, máquinas de</p><p>processamento de alimentos, simu-</p><p>ladores de vôo, etc. l</p><p>Figura 7 – Sensores empregados em uma máquina injetora.</p><p>Sites sugeridos</p><p>- www.temposonics.com</p><p>- www.metaltex.com.br</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200330</p><p>ENERGIAENERGIAENERGIAENERGIAENERGIA</p><p>linha</p><p>T</p><p>Protetores</p><p>Newton C. Braga</p><p>de</p><p>Além de energia e dados, uma linha de transmissão pode tra-</p><p>zer muito mais do que a energia e a informação de que precisa-</p><p>mos. Assim, de forma indesejável, podem chegar surtos,</p><p>transientes e outras perturbações capazes de afetar não somen-</p><p>te a qualidade da energia e a integridade dos dados como tam-</p><p>bém causar sérios danos aos equipamentos conectados.</p><p>anto a energia que chega atra-</p><p>vés de uma linha de transmis-</p><p>são como os dados que vêm</p><p>pelos cabos não são puros,</p><p>nem completamente livres de pertur-</p><p>bações ou deformações.</p><p>Em artigos na Revista Saber Ele-</p><p>trônica, abordamos por diversas ve-</p><p>zes os problemas que decorrem da</p><p>qualidade da energia e também os</p><p>meios para evitar que eles apare-</p><p>çam, ou se aparecerem, a forma de</p><p>saná-los.</p><p>Os equipamentos industriais que</p><p>utilizam dados enviados por cabos e</p><p>sendo ainda alimentados por energia</p><p>vinda da rede local, são sensíveis a</p><p>uma série de perturbações que pre-</p><p>cisam ser evitadas.</p><p>Operação de forma indevida, quei-</p><p>ma freqüente de circuitos ou até mes-</p><p>mo acidentes podem ser causados</p><p>por problemas que não são gerados</p><p>no próprio equipamento, mas que</p><p>vêm de fora na forma de picos de</p><p>tensão, surtos e transientes.</p><p>DESCARGAS ATMOSFÉRICAS</p><p>Uma das principais fontes de per-</p><p>turbações que afetam a transmissão</p><p>de energia e de dados através de ca-</p><p>bos expostos ao meio ambiente é a</p><p>resultante de descargas atmosféricas.</p><p>Um raio, mesmo que caia a uma</p><p>distância considerável do local por</p><p>onde passa uma linha de transmis-</p><p>são de energia ou de dados, pode</p><p>induzir picos de tensão de curta</p><p>duração, mas de valores muito ele-</p><p>vados.</p><p>Quando um raio se estabelece,</p><p>mesmo que seja através de um pára-</p><p>raios, conforme mostra a figura 1 ,</p><p>um campo de corrente é criado indu-</p><p>zindo tensões cujo valor depende jus-</p><p>tamente do gradiente desse campo.</p><p>Um cabo que atravesse esse</p><p>campo de correntes pode ser sub-</p><p>metido a um processo de indução</p><p>extremamente intenso, capaz de fa-</p><p>zer aparecer picos perigosos que se</p><p>propagam até os dispositivos liga-</p><p>dos em suas extremidades.</p><p>Verifica-se que os efeitos de uma</p><p>descarga atmosférica podem afetar</p><p>equipamentos eletrônicos a uma dis-</p><p>tância de até 3 km.</p><p>Evidentemente, uma descarga</p><p>direta no cabo ou num poste que fixe</p><p>esse cabo, é ainda mais perigosa.</p><p>Centelhas saltam com facilidade</p><p>entre estruturas metálicas e cabos</p><p>ou entre cabos, conforme ilustra a</p><p>figura 2 , criando também uma situa-</p><p>ção de indução de pulsos perigosos</p><p>de alta tensão, os quais se propa-</p><p>gam até os equipamentos conecta-</p><p>dos a esses cabos.</p><p>Os picos de tensão que apare-</p><p>cem nas extremidades dos cabos e</p><p>que portanto são aplicados aos equi-</p><p>pamentos, podem chegar a milhares</p><p>de volts com energia suficiente para</p><p>causar a queima completa de todos</p><p>os seus circuitos.</p><p>Também é importante observar</p><p>que os picos de tensão, gerados por</p><p>descargas atmosféricas, não ocor-</p><p>rem apenas durante uma tempesta-</p><p>de com raios.</p><p>A presença de cargas na atmos-</p><p>fera é constante, e as descargas</p><p>podem acontecer até mesmo em dias</p><p>sem nuvens.</p><p>Faiscamentos devidos a cargas</p><p>acumuladas no ar, com menor in-</p><p>tensidade, podem perfeitamente</p><p>surgir gerando transientes da mes-</p><p>ma forma, capazes de causar da-</p><p>Figura 1 – Campo de corrente criado</p><p>pelo raio.</p><p>Figura 2 – Centelha entre cabo</p><p>e ponte.</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>31MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>ENERGIAENERGIAENERGIAENERGIAENERGIA</p><p>nos aos equipamentos, veja a fi-</p><p>gura 3 .</p><p>Para proteger os equipamentos</p><p>contra esses picos de transientes,</p><p>que podem atingir valores elevados,</p><p>existem diversas técnicas.</p><p>AS PROTEÇÕES</p><p>A idéia básica de um sistema de</p><p>proteção é desviar para a terra o pico</p><p>de alta tensão que se propaga atra-</p><p>vés da linha de transmissão de ener-</p><p>gia ou de dados, antes que ele che-</p><p>gue ao equipamento sensível.</p><p>Esse sistema é denominado</p><p>"shunt", sendo o mais comum.</p><p>Dessa forma, para a proteção da</p><p>linha de alimentação, ligamos o dis-</p><p>positivo em paralelo com ela, na en-</p><p>trada do equipamento, observe a fi-</p><p>gura 4 .</p><p>Para uma linha de transmissão de</p><p>dados como, por exemplo uma linha</p><p>telefônica, ligamos o dispositivo em</p><p>paralelo antes da entrada no equipa-</p><p>mento. Atente para a figura 5 .</p><p>A ligação à terra é muito impor-</p><p>tante, se bem que em alguns casos</p><p>seja aproveitado, o retorno da pró-</p><p>pria linha ligado à terra.</p><p>O dispositivo utilizado é normal-</p><p>mente algum tipo de componente que</p><p>apresente uma resistência elétrica</p><p>muito baixa para o transiente, mas</p><p>que seja visto como um circuito aber-</p><p>to para o sinal ou energia que deve</p><p>chegar ao equipamento.</p><p>Diversos são os dispositivos em-</p><p>pregados para essa finalidade.</p><p>Varistores</p><p>Os varistores de óxido de zinco</p><p>(SIOVs, MOVs, etc.) são componen-</p><p>tes que têm uma curva característica</p><p>semelhante à mostrada na figura 6 .</p><p>Para as tensões normais do circui-</p><p>to, que correspondem aos sinais ou à</p><p>energia que está sendo transmitida,</p><p>eles apresentam uma resistência</p><p>muito alta, não afetando o circuito.</p><p>No entanto, para tensões acima</p><p>de um determinado valor (que é a ten-</p><p>são nominal do dispositivo), eles co-</p><p>mutam, apresentando uma resistên-</p><p>cia muito baixa.</p><p>Conforme ilustra a figura 7 , onde</p><p>temos a estrutura granulada de um</p><p>dispositivo desse tipo, uma cente-</p><p>lha ocorre através do dispositivo des-</p><p>viando a energia do pulso de</p><p>transiente. Nesse desvio da energia</p><p>temos dois fatores importantes a</p><p>considerar.</p><p>O primeiro, é que o dispositivo</p><p>deve ser capaz de absorver a ener-</p><p>gia da centelha, o que, nos casos</p><p>mais graves como, por exemplo, na</p><p>queda de um raio próximo ao próprio</p><p>cabo, pode superar sua capacidade</p><p>causando sua destruição.</p><p>O segundo, é que os efeitos do</p><p>centelhamento através do dispositi-</p><p>vo são cumulativos, ou seja, a cada</p><p>pulso absorvido a centelha "gasta"</p><p>um pouco o dispositivo, queimando</p><p>granulos de sua estrutura e, com o</p><p>tempo, ele pode deixar de funcionar.</p><p>Os varistores são muito usados</p><p>nas tomadas protegidas de compu-</p><p>tadores, mas que servem para qual-</p><p>quer tipo de equipamento de uso do-</p><p>méstico ou mesmo industrial que te-</p><p>nha sensibilidade a surtos que se</p><p>propaguem pela rede de energia.</p><p>Na figura 8 temos um exemplo</p><p>dessas tomadas.</p><p>Evidentemente, para máquinas</p><p>industriais e outros equipamentos</p><p>sensíveis, o varistor pode ser agre-</p><p>gado internamente à entrada de ener-</p><p>gia do circuito.</p><p>Centelhadores</p><p>Os centelhadores são dispositi-</p><p>vos de proteção que se baseiam</p><p>na rigidez dielétrica do ar ambien-</p><p>te. O ar é um isolante até determi-</p><p>nado ponto. Se a tensão superar um</p><p>determinado valor, o ar perde suas</p><p>propriedades isolantes, ioniza-se e</p><p>passa a conduzir intensamente a</p><p>corrente elétrica. É o que sucede</p><p>com a própria descarga atmosféri-</p><p>ca, quando a umidade da chuva,</p><p>no momento em que ela se forma,</p><p>reduz a rigidez dielétrica do ar a</p><p>ponto de permitir o aparecimento</p><p>das descargas entre as nuvens e</p><p>entre as nuvens e o solo na forma</p><p>de raio.</p><p>Figura 3 – Faiscamentos a cargas</p><p>acumuladas.</p><p>Figura 4 – Protetor tipo</p><p>“shunt”.</p><p>Figura 5 – Protetor para linha</p><p>telefônica.</p><p>Figura 6 – Curva característica de um</p><p>varistor de óxido de zinco.</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200332</p><p>ENERGIAENERGIAENERGIAENERGIAENERGIA</p><p>Para o ar seco, a rigidez dielétrica</p><p>do ar é de aproximadamente 10 000</p><p>V/cm, para eletrodos planos.</p><p>Isso significa que duas placas de</p><p>metal separadas por uma distância</p><p>de 1 cm, conforme visto na figura 9 ,</p><p>podem isolar uma tensão de até</p><p>10.000 V.</p><p>Uma tensão maior "rompe" o</p><p>dielétrico que é o ar, e a centelha apa-</p><p>rece.</p><p>Para eletrodos em forma de pon-</p><p>ta, a distância diminui, e é aí que</p><p>entra em cena o centelhador usado</p><p>na proteção de linhas telefônicas e</p><p>de dados de muitos equipamentos,</p><p>inclusive telefones comuns.</p><p>Esse componente é formado por</p><p>duas pontas ou agulhas separadas</p><p>por uma distância que depende de</p><p>qual seja a tensão que desejamos</p><p>para que ele entre em ação. Acom-</p><p>panhe a figura 10 .</p><p>Se um pico de tensão, causado</p><p>por uma descarga atmosférica, por</p><p>exemplo, chegar ao centelhador, ocor-</p><p>re a ionização do ar entre suas pon-</p><p>tas e uma faísca surge absorvendo</p><p>a energia e evitando que ela chegue</p><p>ao aparelho.</p><p>Centelhadores a gás</p><p>Dentro de uma ampola cheia de</p><p>gás são colocados eletrodos.</p><p>O tipo de gás é que determina</p><p>basicamente a tensão de ionização,</p><p>e portanto, o ponto de condução.</p><p>Quando a tensão de condução é</p><p>atingida, o gás ioniza-se e passa a</p><p>apresentar uma resistência muito</p><p>baixa.</p><p>Nessas condições, o pulso de alta</p><p>tensão presente na linha protegida é</p><p>desviado para a terra.</p><p>O tipo de gás também determina</p><p>quanta energia o protetor pode ab-</p><p>sorver sem que ele mesmo seja</p><p>destruído.</p><p>Circuitos</p><p>comerciais</p><p>Na figura 11 temos um exemplo</p><p>de protetor que emprega diversos</p><p>dispositivos diferentes de modo a se</p><p>obter energia limpa para alimentação</p><p>de um equipamento a partir da rede</p><p>de 220 V.</p><p>Conforme o leitor pode ver, na</p><p>entrada temos um protetor a gás du-</p><p>plo para uma tensão de 260 V. Esse</p><p>dispositivo conduz para a terra qual-</p><p>quer pulso de tensão ou transiente</p><p>cujo valor de pico ultrapasse os 260</p><p>V.</p><p>A seguir, temos 3 varistores de</p><p>óxido de zinco de 180 V que atuam</p><p>se o pico de tensão estiver num va-</p><p>lor intermediário entre o pico da rede</p><p>de energia (155 V, aproximadamen-</p><p>te) e os 260 V.</p><p>Finalmente, temos 3 diodos</p><p>zeners de 180 V que proporcionam a</p><p>proteção final para o equipamento</p><p>alimentado.</p><p>Os resistores de baixo valor em</p><p>série com o circuito não causam</p><p>perdas apreciáveis na tensão e ao</p><p>mesmo tempo servem como</p><p>fusistores, ou seja, abrem o circui-</p><p>to se ocorrer um curto, quer seja</p><p>devido a problemas na proteção,</p><p>quer seja devido a problemas no</p><p>próprio equipamento protegido que</p><p>tenham outras causas. l</p><p>Figura 11 – Circuito protetor para linha de 220 V que utiliza diversos dispositivos.</p><p>Figura 10 – Centelhador para proteção</p><p>de linha telefônica.</p><p>Figura 9 – Isolação de até</p><p>10 kV.</p><p>Figura 8 – Tomada protegida.</p><p>Figura 7 – Centelha através da estrutura</p><p>granulada do varistor.</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>33MECATRÔNICA ATUAL Nº 5 - DEZEMBRO/2002</p><p>SOFTWSOFTWSOFTWSOFTWSOFTWAREAREAREAREAREAUTOMAÇÃO</p><p>33MECATRÔNICA ATUAL Nº 8 - FEVEREIRO/2003</p><p>ROBÓTICAROBÓTICAROBÓTICAROBÓTICAROBÓTICA</p><p>33MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>AAAAAUTOMAÇÃOUTOMAÇÃOUTOMAÇÃOUTOMAÇÃOUTOMAÇÃO</p><p>Inversores vetoriais:</p><p>Explorando</p><p>s inversores de freqüência</p><p>para acionamento de mo-</p><p>tores de indução trifásicos</p><p>são, sem sombra de dúvi-</p><p>da, alguns dos equipamentos mais</p><p>utilizados hoje na indústria, devido</p><p>às grandes facilidades encontradas</p><p>nestes poderosos equipamentos,</p><p>quanto ao controle de velocidade e</p><p>torque, sentido de rotação, proteções</p><p>internas contra faltas e erros de</p><p>processamento, falhas de sobrecar-</p><p>ga e sobretemperatura, possibilida-</p><p>de de conexões via redes industriais</p><p>com outros dispositivos, sistemas de</p><p>controles internos para aplicação em</p><p>sistemas de controle de vazão e flu-</p><p>xo… e poderíamos destacar outros</p><p>inúmeros benefícios agregados a</p><p>este produto. Não há produtos mais</p><p>confiáveis e de melhor resposta di-</p><p>nâmica (resposta rápida e de robus-</p><p>ta estabilidade) do que os inverso-</p><p>res de freqüência.</p><p>Se, contudo, nos concentrarmos</p><p>apenas no “inversor puro”, temos</p><p>basicamente três pontos importan-</p><p>tes: a estrutura</p><p>de potência, o</p><p>controlador e a interface com o usuá-</p><p>rio. Diversos ótimos artigos já foram</p><p>publicados a respeito de inversores,</p><p>inclusive na revista Saber Eletrôni-</p><p>ca. Nossa intenção é agregar algu-</p><p>ma informação à já existente, contri-</p><p>buindo para o desenvolvimento</p><p>tecnológico de todos. Na realidade,</p><p>o nosso objetivo é tentar responder</p><p>Neste artigo, abordaremos o detalhamento do funcionamento</p><p>de um inversor acionado por controle vetorial. Em uma perspec-</p><p>tiva conceitual, para um assunto muito discutido e extremamente</p><p>complexo, verificaremos o que acontece com o motor elétrico no</p><p>ambiente do controlador e entender o significado dos eixos Q e D</p><p>aplicados no processo de controle vetorial.</p><p>a questão: como funciona o controle</p><p>de um Inversor Vetorial?</p><p>Vários ótimos livros têm sido es-</p><p>critos, sempre na maior parte, senão</p><p>em todos os casos, apresentando a</p><p>abordagem matemática do assunto,</p><p>que é, por si só, extremamente com-</p><p>plexa. Tentaremos, com o mínimo de</p><p>abordagem matemática possível,</p><p>esclarecer os pontos de um modo</p><p>mais conceitual.</p><p>VETORES E VETORES...</p><p>Para entendermos o comporta-</p><p>mento do controle vetorial, inicial-</p><p>mente vamos tentar explorar o que</p><p>vem a ser um vetor. Os elementos</p><p>que definem uma situação física, ca-</p><p>racterizando-a de modo completo é</p><p>denominado de grandeza, ou melhor,</p><p>grandeza física. Esta, basicamente</p><p>pode ser definida quanto ao aspecto</p><p>intensidade , isto é, definida apenas</p><p>em base numérica. Por exemplo, o</p><p>tempo, área, volume, temperatura…</p><p>entre outros são exemplos de gran-</p><p>dezas que podem ser totalmente ca-</p><p>racterizadas apenas com um valor</p><p>numérico. Já, outras grandezas ne-</p><p>cessitam, além do valor de sua in-</p><p>tensidade, definições mais específi-</p><p>cas quanto a direção (“de onde vem</p><p>e para onde vai”) e logicamente o sen-</p><p>tido (“está vindo ou indo?”). Estas</p><p>são ditas vetoriais. Lembrando da Ma-</p><p>temática, um vetor é um segmento</p><p>orientado que define intensidade, di-</p><p>reção e sentido. Entre as inúmeras</p><p>aplicações para vetores, temos as</p><p>que definem força, velocidade e ace-</p><p>leração. Veja na figura 1 .</p><p>Além disso, há todo um universo</p><p>matemático para atuação de vetores:</p><p>adição de vetores, produto vetorial,</p><p>espaço e sub-espaço… que nós omi-</p><p>tiremos aqui, apesar de que com esse</p><p>conhecimento tudo ficaria mais fácil.</p><p>Bom, é só voltar aos livros de Geo-</p><p>metria Analítica…</p><p>MAIS CONCEITOS</p><p>Ainda visando facilitar ao leitor, al-</p><p>gumas definições devem ser enunci-</p><p>adas. Não podemos perder a oportu-</p><p>nidade de homenagear aqueles que</p><p>muito contribuíram para o nível do de-</p><p>senvolvimento tecnológico que che-</p><p>gamos, desde Faraday, Maxwell,</p><p>Lenz, Henry, Ampère, Tesla, Gauss,</p><p>Volta, entre tantos outros. Alguns se-</p><p>rão diretamente citados, pois muitas</p><p>das leis enunciadas/descobertas por</p><p>têm, com todo o direito, seus nomes.</p><p>Lei de Lenz : O físico russo</p><p>Heinrich Lenz estabeleceu a relaçãoFigura 1 - Vetor.</p><p>O</p><p>fundamentos</p><p>Alaor Mousa Saccomano</p><p>os</p><p>R</p><p>oc</p><p>kw</p><p>el</p><p>l/d</p><p>iv</p><p>ul</p><p>ga</p><p>çã</p><p>o</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200334</p><p>AAAAAUTOMAÇÃOUTOMAÇÃOUTOMAÇÃOUTOMAÇÃOUTOMAÇÃO</p><p>entre o sentido da corrente elétrica</p><p>induzida em um circuito e o campo</p><p>magnético variável que a induziu. Ele</p><p>observou que, ao induzirmos uma</p><p>corrente em um condutor ou grupo</p><p>destes, ela criará um campo que se</p><p>oporá à variação do campo que a</p><p>produziu. Assim, em uma bobina,</p><p>quando sujeita à ação de uma cor-</p><p>rente induzida, sempre aparecerá um</p><p>campo que se oporá a qualquer varia-</p><p>ção de campo magnético sobre si.</p><p>Guardando as devidas proporções,</p><p>podemos dizer que há uma certa</p><p>inércia na bobina quando da forma-</p><p>ção de campo magnético.</p><p>Tensão induzida ou indução</p><p>eletromagnética : Quando um ímã se</p><p>move sobre um condutor ou próximo</p><p>(melhor, no interior) de uma bobina</p><p>haverá a indução de um campo mag-</p><p>nético (tensão induzida) sobre a mes-</p><p>ma. Cessado o movimento, também</p><p>cessa o efeito.</p><p>Campo magnético : Quando um</p><p>condutor é percorrido por uma cor-</p><p>rente elétrica, surge em torno deste</p><p>um campo magnético proporcional à</p><p>corrente. O sentido das linhas do cam-</p><p>po magnético estabelecido pode ser</p><p>obtido pela famosa “regra da mão</p><p>direita”: segure o condutor com a sua</p><p>mão direita de maneira que o dedo</p><p>polegar aponte o sentido da corrente</p><p>(figura 2 ). Os seus dedos apontarão</p><p>no sentido das linhas de campo. Já</p><p>quanto a uma espira (bobina), o cam-</p><p>po magnético gerado dependerá do</p><p>raio da espira e da intensidade da</p><p>corrente elétrica. Quanto maior a cor-</p><p>rente, maior o valor do campo. Quan-</p><p>to maior o raio da espira, menor o</p><p>valor do campo.</p><p>Intensidade de campo magné-</p><p>tico (H): É a força magnética dada</p><p>por unidade de pólo magnético, co-</p><p>nhecida também como força</p><p>magnetizante.</p><p>Fluxo magnético (Φ): É o núme-</p><p>ro total de linhas de força, que for-</p><p>mam um campo magnético.</p><p>Densidade do fluxo magnético</p><p>(B): É o número de linhas de força</p><p>que atravessam perpendicularmente</p><p>certa área.</p><p>Força magnetomotriz (f.m.m ou</p><p>): É a força pontual ao longo do ca-</p><p>minho do fluxo.</p><p>Tensão induzida por movimen-</p><p>to relativo : Quando determinado con-</p><p>dutor atravessa ou se movimenta</p><p>(certamente com velocidade) sobre</p><p>um campo magnético, surge no mes-</p><p>mo certa f.e.m. (força eletromotriz)</p><p>induzida devido ao movimento, que</p><p>pode ser dada por:</p><p>onde:</p><p>B: densidade do fluxo</p><p>q: cargas elétricas do condutor</p><p>v: velocidade do movimento.</p><p>O CONTROLE VETORIAL</p><p>Para entendermos o controle</p><p>vetorial de campo, devemos lembrar</p><p>que a idéia é controlar a velocidade</p><p>e o torque de modo independente,</p><p>como em uma MCC (máquina de</p><p>corrente contínua), só que aplicando</p><p>o conceito em uma MI (máquina de</p><p>indução, preferencialmente do tipo</p><p>motor assíncrono trifásico). Na MCC,</p><p>temos sempre um eixo do campo,</p><p>que é responsável pelo fluxo, e no-</p><p>venta graus defasado deste, isto é,</p><p>em quadratura, o eixo de quadratura</p><p>que responde pelo torque.</p><p>Assumiremos, a partir daqui, a</p><p>figura 3 como nosso ponto de apoio.</p><p>Temos nesta uma MI, especificamen-</p><p>te, um motor “gaiola de esquilo” isto</p><p>é, no estator estão os enrolamentos</p><p>trifásicos defasados 120o entre si e</p><p>no rotor apenas barras cur to-</p><p>circuitadas. Lembrando que utilizare-</p><p>mos como aproximação à conven-</p><p>ção do desacoplamento da MCC</p><p>(máquina de corrente contínua), ou</p><p>melhor dizendo, a idéia é demons-</p><p>trar de um modo simples como po-</p><p>demos “modelar” um motor polifásico</p><p>(no caso trifásico) em um sistema</p><p>de dois eixos, sendo um deles o de</p><p>campo de excitação e o outro de</p><p>quadratura ou enrolamento de com-</p><p>pensação. Consideraremos, com</p><p>muita aproximação, que o número de</p><p>espiras do enrolamento do estator é</p><p>o mesmo do rotor. Isto se faz neces-</p><p>sário para simplificar os cálculos.</p><p>Se a corrente iqs for repentinamen-</p><p>te injetada no enrolamento sQ, tere-</p><p>mos, pela lei de Lenz, que a corren-</p><p>te que irá fluir no rotor o fará causan-</p><p>do um fluxo que se oporá ao incre-</p><p>mento da corrente no enrolamento</p><p>sQ. As direções das correntes estão</p><p>marcadas na figura 3 . O sentido de</p><p>i’ r é oposto ao de iqs.</p><p>O efeito da injeção de corrente no</p><p>estator pode ser mais bem explica-</p><p>do através de um diagrama espacial</p><p>vetorial (figura 4 ). As adições das</p><p>correntes i</p><p>ds</p><p>e i</p><p>qs</p><p>geram a corrente</p><p>estatórica, de modo que logo após a</p><p>injeção da corrente, teremos:</p><p>Então, facilmente percebe-se que</p><p>a corrente que gera os pólos magné-</p><p>ticos no enrolamento estatórico, dita</p><p>corrente magnetizante, é a corrente</p><p>do eixo D.</p><p>Desse modo, temos que o rotor</p><p>irá se movimentar. Mas suponhamos</p><p>que o rotor seja mantido travado e,</p><p>não havendo movimente no rotor, não</p><p>há o aparecimento de f.e.m. de mo-</p><p>vimento, levando a corrente a se des-</p><p>vanecer, por causa da constante de</p><p>tempo L/R do circuito do rotor. Isto é</p><p>notado pelo decréscimo do vetor i’ r.</p><p>Figura 2 - Regra da mão direita.</p><p>Figura 3 - Diagrama conceitual de uma MI</p><p>com o enrolamento estatórico em</p><p>quadratura..</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>35MECATRÔNICA ATUAL Nº 5 - DEZEMBRO/2002</p><p>SOFTWSOFTWSOFTWSOFTWSOFTWAREAREAREAREAREAUTOMAÇÃO</p><p>35MECATRÔNICA ATUAL Nº 8 - FEVEREIRO/2003</p><p>ROBÓTICAROBÓTICAROBÓTICAROBÓTICAROBÓTICA</p><p>35MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>AAAAAUTOMAÇÃOUTOMAÇÃOUTOMAÇÃOUTOMAÇÃOUTOMAÇÃO</p><p>Nesta situação, o vetor corrente</p><p>magnetizante e fluxo não coincidem</p><p>com o eixo</p><p>D.</p><p>Para que o eixo d permaneça ali-</p><p>nhado com o vetor corrente de</p><p>magnetização, há a necessidade de</p><p>que o estator se movimente de um</p><p>certo incremente (figura 5 ), que cha-</p><p>maremos de δµδµδµδµδµm, em direção a i s.</p><p>Porém como é sabido que o estator</p><p>é fixo, quem se movimenta, em sen-</p><p>tido oposto, é o rotor. Havendo, en-</p><p>tão, movimento relativo do rotor em</p><p>relação ao estator, melhor dizendo,</p><p>ao fluxo magnético do estator, ocor-</p><p>re que as barras do rotor cortam o</p><p>fluxo, tendo conseqüentemente ten-</p><p>são induzida nas barras. Observe</p><p>que se tem tensão induzida de mo-</p><p>vimento relativo.</p><p>Na figura 6 , temos que i r conti-</p><p>nuará ortogonal (isto é, 90o defasa-</p><p>dos) do fluxo magnetizante.</p><p>Mantendo-se o fluxo constante,</p><p>isto é, a parcela da corrente estatórica</p><p>que se responsabiliza pela</p><p>magnetização da MI, isto é, a corren-</p><p>te id deve ser mantida constante, o</p><p>torque se controlará pela parcela da</p><p>corrente excedente exigida para gerá-</p><p>lo. A corrente iq, que se pode dizer</p><p>que é controlada independentemente</p><p>no sistema, gerará torque elétrico (TE)</p><p>proporcional ao seu valor:</p><p>Entre uma das muitas maneiras</p><p>de se calcular a constante k, pode-</p><p>ria ser:</p><p>Quando se aplicam esses proce-</p><p>dimentos em motores trifásicos, nor-</p><p>malmente escolhe-se um valor bási-</p><p>co de torque para que o sistema de</p><p>controle vetorial tenha por base em</p><p>seu sistema de controle. Na prática,</p><p>se ajusta o fluxo de modo que em re-</p><p>gime permanente tenha-se eficiência</p><p>máxima. A eficiência de torque será</p><p>máxima sempre que id for igual à iq.</p><p>UM POUCO DE MATEMÁTICA</p><p>O conhecimento da posição do</p><p>ângulo do fluxo magnético entre o rotor</p><p>e o estator é fundamental para a</p><p>implementação do controle vetorial.</p><p>Denominaremos, como na maioria dos</p><p>artigos acadêmicos, de ρρρρρ este ângu-</p><p>lo. Ele não pode ser medido diretamen-</p><p>te, mas sim estimado. Um modo se-</p><p>ria verificar a taxa de variação desse</p><p>ângulo com o passar do tempo em</p><p>função da corrente e velocidade de</p><p>evolução do rotor. Assim, temos:</p><p>sendo:</p><p>ω: a velocidade angular do eixo rotor</p><p>isq: corrente estatórica referenciada ao</p><p>eixo q</p><p>imr: corrente de magnetização</p><p>tr: constante rotórica</p><p>A corrente de magnetização é</p><p>calculada a partir de:</p><p>Todas as variáveis das duas ex-</p><p>pressões anteriores podem ser cal-</p><p>culadas a partir da velocidade an-</p><p>gular do motor e da corrente do</p><p>estator, tendo já as informações de</p><p>indutância de magnetização, cons-</p><p>tante rotórica, resistências de</p><p>estator e rotor e indutância de rotor</p><p>e estator, potência e velocidade no-</p><p>minal. Em sistemas com realimen-</p><p>tação via encoder, terá a medição</p><p>direta da velocidade angular do rotor.</p><p>Quanto aos sistemas em que a</p><p>mesma é estimada, tem-se a forma-</p><p>ção sensorless.</p><p>O processador do sistema deve-</p><p>rá decompor a corrente resultante do</p><p>estator, que na realidade é compos-</p><p>ta pelas correntes das fases R-S-T,</p><p>defasadas 120o elétricos e equilibra-</p><p>das em um sistema de dois eixos</p><p>ortogonais como nas MCC, mas ali-</p><p>nhadas com o enrolamento do</p><p>estator. Essa “transformação de co-</p><p>ordenadas” é matematicamente pro-</p><p>cessada utilizando-se um sistema</p><p>matricial de transformação:</p><p>Com os valores calculados de</p><p>i sa e i sb, e armazenados, o sistema</p><p>possibilita o cálculo do vetor fluxo.</p><p>A conversão inversa, ou transfor-</p><p>mação 2 para 3, calcula as corren-</p><p>tes do estator a partir das coorde-</p><p>nadas d e q referenciadas ao pró-</p><p>prio estator:</p><p>Na real validação para se obter</p><p>as correntes id e iq, com a posição</p><p>do ângulo do fluxo magnético. Para</p><p>tanto, o processador do controle</p><p>vetorial deverá calcular as coordena-</p><p>das do fluxo rotórico. A escolha das</p><p>coordenadas do fluxo rotórico ou</p><p>transformação e-jρρρρρ, é dado por:</p><p>Figura 4 - Vetores espaciais da MI em</p><p>quadratura, momentos após a injeção</p><p>de corrente.</p><p>Figura 6 - Posição dos vetores da MI, após</p><p>rotação do estator.</p><p>Figura 5 - Vetores da MI simulando o</p><p>movimento nos eixos Q e D.</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200336</p><p>AAAAAUTOMAÇÃOUTOMAÇÃOUTOMAÇÃOUTOMAÇÃOUTOMAÇÃO</p><p>E completando, a escolha das</p><p>coordenadas do fluxo estatórico, ou</p><p>transformação ejρρρρρ, será:</p><p>APLICANDO EM</p><p>UM SISTEMA</p><p>DE CONTROLE</p><p>VETORIAL INDIRETO...</p><p>Apresentamos ao leitor que dese-</p><p>ja uma implementação um sistema</p><p>com Controle Indireto (figura 7 ). Nes-</p><p>te caso, o comando do torque será</p><p>função do sinal de erro de velocida-</p><p>de, que é processado por um</p><p>controlador do tipo PI, impondo cer-</p><p>to atraso compensado pelo</p><p>processador (normalmente um DSP)</p><p>e evitando erros de ganho. Os valo-</p><p>res de fluxo também podem ser im-</p><p>postos como função da velocidade</p><p>nominal (fluxograma ao lado).</p><p>Observa-se que os cálculos de-</p><p>vem ser feitos em alta velocidade,</p><p>gerando grande trabalho de</p><p>processamento e necessidade de</p><p>grandes espaços de memória no</p><p>processador. Em muitos casos, o</p><p>processador já possui tabelas com-</p><p>pletas de ρρρρρ, cos ρρρρρ e sin ρρρρρ, prontas</p><p>para uso. A aplicação de proces-</p><p>sadores digitais de sinais ou mi-</p><p>crocontroladores dedicado é impres-</p><p>cindível para aplicações práticas e</p><p>industriais nos inversores.</p><p>CONCLUSÃO</p><p>Nossa intenção foi municiar o lei-</p><p>tor de informações mais “quentes”</p><p>sem muito apelo matemático do fun-</p><p>cionamento de um sistema de con-</p><p>trole vetorial. Em artigos futuros, se</p><p>possível, abordaremos aspectos</p><p>mais práticos do uso de inversores</p><p>escalares e vetoriais.</p><p>Uma vasta bibliografia pode ser</p><p>utilizada por aqueles interessados em</p><p>se aprofundar mais no assunto, prin-</p><p>cipalmente os leitores que possuem</p><p>algum domínio matemático e de pro-</p><p>gramação, e conhecimentos em ele-</p><p>trônica de potência. Uma boa dica é</p><p>olhar os applications notes do DSP</p><p>da Texas Instruments (família</p><p>TMS320). Em termos de literatura,</p><p>há uma excelente tradução do livro</p><p>de Muhammad H. Rashid, cujo título</p><p>é “Eletrônica de Potência”. O livro do</p><p>Cyril Lander, segunda edição</p><p>traduzida em português, “Eletrônica</p><p>Industrial”, também serve como ma-</p><p>téria introdutória. Para os mais</p><p>Figura 7 - Diagrama de blocos do controle vetorial indireto do fluxo rotórico.</p><p>afoitos (e que dominam o inglês),</p><p>sugerimos procurar: Eletric Motor</p><p>Drivers – Modeling, analysis and</p><p>control - do autor R. Krishnan e</p><p>Control of Eletr ic Drives, de W.</p><p>Leonhard. Por fim, para quem tem</p><p>acesso ao IEEE, é possível encon-</p><p>trar muitas informações abrangentes</p><p>e completas. l</p><p>Figura 6 - Algoritmo para implementação de</p><p>controle vetorial indireto.</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>37MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>MECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIAL</p><p>A</p><p>Imprecisão</p><p>Douglas Ribeiro dos Santos medidas</p><p>incerteza na medição para</p><p>alguns pode parecer um as-</p><p>sunto sem grande importân-</p><p>cia ou que chama pouco a</p><p>atenção, no entanto, é um tema rele-</p><p>vante para o meio industrial.</p><p>Muitos são os fatores que afetam</p><p>a tomada de medição , que variam</p><p>de grandeza para grandeza e da</p><p>precisão da medida .</p><p>A tomada de medição é o ato</p><p>de medir dentro de um ambiente de-</p><p>finido, ou seja, depende de condições</p><p>como temperatura, pressão, umida-</p><p>de, luminosidade, entre outros, e de-</p><p>pende também da condição do ope-</p><p>rador, capacitação profissional, saú-</p><p>de e nível de satisfação profissional.</p><p>A tomada de medidas também</p><p>depende do instrumento e do método</p><p>de medição. Desse modo, algumas</p><p>medidas são tomadas diretamente</p><p>através do instrumento ou por um ope-</p><p>rador em um determinado ambiente,</p><p>outras são obtidas através de méto-</p><p>dos de tomada de medida como, por</p><p>exemplo, alguns processos químicos.</p><p>Em relação ao instrumento, pode-</p><p>mos fazer algumas considerações</p><p>que influenciarão diretamente na qua-</p><p>lidade da medida, por exemplo, data</p><p>de fabricação do instrumento, mate-</p><p>rial empregado na fabricação, data de</p><p>aferição, guarda e transporte do ins-</p><p>trumento, entre outras.</p><p>Em alguns instrumentos de me-</p><p>dição o operador precisa se</p><p>posicionar corretamente diante do</p><p>instrumento para não realizar uma</p><p>leitura errada (erro de paralaxe); em</p><p>outros, o instrumento fornece o va-</p><p>lor da medição em um cursor, como</p><p>por exemplo, o paquímetro (figura 1 ).</p><p>Entende-se por grandeza como</p><p>sendo a variável a ser</p><p>medida, e cer-</p><p>tamente os erros que podem ser co-</p><p>metidos durante a tomada de uma</p><p>medida estão diretamente ligados ao</p><p>tipo de grandeza. Assim, a importân-</p><p>cia de fazer esse destaque é que</p><p>realizar uma tomada de medida da</p><p>grandeza comprimento é bem dife-</p><p>rente de realizar uma tomada de</p><p>medida da grandeza corrente elétri-</p><p>ca, ou ainda da grandeza acidez ou</p><p>de medição do pH.</p><p>A precisão da medida está dire-</p><p>tamente ligada ao uso ou finalidade</p><p>da peça ou processo que estamos</p><p>controlando, visando a fabricação de</p><p>um produto ou serviço. Não se deve</p><p>confundir aqui a função de uma peça</p><p>do equipamento com o todo; ou em</p><p>processo onde se controla várias</p><p>grandezas, com certeza, algumas</p><p>serão mais importantes que outras.</p><p>CLASSIFICAÇÃO DOS ERROS</p><p>Erros sistemáticos</p><p>São aqueles decorrentes de cau-</p><p>sas constantes e afetam as medi-</p><p>das sempre da mesma maneira. É o</p><p>caso, por exemplo, de um recipiente</p><p>graduado com o fundo amassado,</p><p>que invariavelmente mede um volu-</p><p>me menor do que o existente, mas</p><p>em um valor constante.</p><p>Erros acidentais</p><p>São erros resultantes de causas</p><p>indeterminadas e afetam de modo</p><p>imprevisível a tomada de medidas</p><p>como, por exemplo, a variação de</p><p>temperatura, umidade, pressão. Esse</p><p>tipo de erro não pode ser eliminado,</p><p>mas pode ser atenuado.</p><p>MÉDIA ARITMÉTICA</p><p>O postulado de Gauss, expressa</p><p>que para uma série de medidas</p><p>(m1</p><p>,m</p><p>2</p><p>,m</p><p>3</p><p>,...,m</p><p>n</p><p>), tomadas da mes-</p><p>ma maneira e sob as mesmas con-</p><p>dições, o valor mais provável (m)</p><p>dessa grandeza medida é obtido atra-</p><p>vés da média aritmética dos valores</p><p>experimentais alcançados, ou seja:</p><p>m = (m</p><p>1</p><p>+ m</p><p>2</p><p>+ ...+ m</p><p>n</p><p>) / n</p><p>DESVIO ABSOLUTO PARA</p><p>CADA MEDIDA</p><p>Denomina-se desvio absoluto</p><p>(dw) para uma determinada medida</p><p>de ordem (w) como sendo a dife-</p><p>rença entre o valor medido (m w) e</p><p>o valor mais provável (m) encon-</p><p>trado através da média aritmética.</p><p>dw = m w - m</p><p>DESVIO RELATIVO PARA</p><p>CADA MEDIDA</p><p>Denomina-se desvio relativo (drw)</p><p>para uma determinada medida de or-</p><p>dem (w) como sendo o quociente en-</p><p>tre o desvio absoluto (d w) e o valor</p><p>mais provável (m) encontrado atra-</p><p>vés da média aritmética.</p><p>drw = d w / m</p><p>DESVIO MÉDIO ABSOLUTO</p><p>PARA UM CONJUNTO DE N</p><p>MEDIDAS :</p><p>Denomina-se desvio médio abso-</p><p>luto (d m ) para um conjunto de n me-</p><p>didas, como sendo a média aritméti-</p><p>ca dos módulos dos desvios absolu-</p><p>tos de cada uma das n medidas.</p><p>d m = | d 1| + | d 2| + ... + | d n| / n</p><p>DESVIO MÉDIO RELATIVO PARA</p><p>UM CONJUNTO DE N MEDIDAS</p><p>Denomina-se desvio médio rela-</p><p>tivo (dmr) para um conjunto de n me-</p><p>nas</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200338</p><p>MECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIAL</p><p>Figura 1 – Paquímetro.</p><p>didas como sendo o quociente entre</p><p>o desvio absoluto (d m) e o valor mais</p><p>provável (m) encontrado através da</p><p>média aritmética.</p><p>dmr = d m / m</p><p>APRESENTANDO O</p><p>RESULTADO DE UMA</p><p>SÉRIE DE MEDIDAS</p><p>A esta altura, o leitor estará per-</p><p>guntando, qual a importância de to-</p><p>das estas fórmulas, ou como elas</p><p>poderão ser úteis para melhorar a</p><p>confiabilidade de uma medida?</p><p>Se assumirmos que para a toma-</p><p>da de uma determinada medida m</p><p>foram realizadas várias n medidas</p><p>m 1 + m 2 + ...+ m n, através da mé-</p><p>dia aritmética, obteve-se o valor mais</p><p>provável (m), um desvio médio ab-</p><p>soluto (d m ) e um desvio médio rela-</p><p>tivo (dmr).</p><p>O verdadeiro valor da medida m,</p><p>não é possível de se obter, porém</p><p>podemos chegar a um valor com</p><p>uma confiança considerável, saben-</p><p>do que o valor da medida está den-</p><p>tro do seguinte intervalo m - d m e m</p><p>+ d m, ou seja :</p><p>m - d</p><p>m</p><p>serial conforme já explicamos,</p><p>o que significa que os bits são envia-</p><p>dos seqüencialmente, um a um, atra-</p><p>vés de uma linha única de comuni-</p><p>cações.</p><p>Eles são representados por ní-</p><p>veis de tensão e a comunicação é</p><p>bilateral, ou seja, “full-duplex”, que</p><p>inicialmente tinha uma velocidade</p><p>relativamente baixa de 20 Kb/s com</p><p>um alcance também pequeno.</p><p>No protocolo RS-232, as tensões</p><p>na faixa de +3 a +15 volts são reco-</p><p>nhecidas como níveis baixos, en-</p><p>quanto que as tensões de -3 a -15</p><p>volts são reconhecidas como níveis</p><p>altos. Observe que a lógica negati-</p><p>va aplicada ao caso visa a obten-</p><p>ção de maior segurança na transmis-</p><p>são dos dados. Em determinadas</p><p>documentações técnicas essa ten-</p><p>são pode ser encontrada com valo-</p><p>res até -25 V e +25 V.</p><p>Na figura 2 temos um gráfico em</p><p>que as faixas de sinais são repre-</p><p>sentadas.</p><p>Note que a faixa entre -3 V e +3</p><p>V consiste numa região</p><p>“indeterminada” em que não há re-</p><p>conhecimento de nível lógico, da</p><p>mesma forma que acontece com os</p><p>circuitos lógicos digitais comuns em</p><p>que também temos essa faixa.</p><p>É interessante observar que al-</p><p>gumas variações ocorrem para essa</p><p>faixa. Assim, para o padrão V.10, a</p><p>Indústria usando o</p><p>protocolo</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200340</p><p>ELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICA</p><p>faixa morta está entre +0,3 V e - 0,3</p><p>V, ao passo que existem dispositi-</p><p>vos que podem trabalhar com níveis</p><p>de tensão menores que 1 V.</p><p>Devemos ainda lembrar que mui-</p><p>tos computadores modernos aceitam</p><p>a tensão 0 V como nível alto. Com</p><p>isso, circuitos alimentados por 5 V</p><p>podem excitar diretamente dispositi-</p><p>vos RS-232 sem a necessidade de</p><p>gerar tensões negativas.</p><p>É claro que esse estreitamento da</p><p>faixa faz com que tenhamos certas</p><p>limitações na velocidade e distância</p><p>em que as comunicações podem ser</p><p>feitas.</p><p>O uso de tensões positivas e ne-</p><p>gativas leva ao sistema a denomi-</p><p>nação “diferencial”. O emprego de</p><p>sinais diferenciais tem por finalidade</p><p>minimizar os efeitos de ruídos, ou</p><p>ainda da própria influência de</p><p>aterramentos.</p><p>A faixa ampla de valores de ten-</p><p>são possibilita, inclusive, que os si-</p><p>nais sejam transmitidos por longos</p><p>percursos sem que haja uma atenua-</p><p>ção considerável que reduza sua</p><p>amplitude tendo efeitos sobre sua</p><p>integridade.</p><p>É importante notar que a inser-</p><p>ção de um instrumento ou circuito de</p><p>prova que tenha uma impedância re-</p><p>lativamente baixa como, por exem-</p><p>plo, um LED em um circuito RS-232</p><p>para verificação de funcionamento,</p><p>faz com que as tensões caiam para</p><p>valores bem próximos dos mínimos</p><p>da faixa indicada.</p><p>Também há exemplos de peri-</p><p>féricos cujos circuitos são alimen-</p><p>tados diretamente por estas ten-</p><p>sões (não possuem fontes de ten-</p><p>são próprias), caso em que a que-</p><p>da de tensão que acontece na li-</p><p>nha pode ser muito importante para</p><p>seu funcionamento. Nessas situa-</p><p>ções, é preciso manter os cabos</p><p>mais curtos do que nas aplicações</p><p>convencionais.</p><p>As portas RS-232 são projetadas</p><p>para suportar a condição de circuito</p><p>aberto, caso em que a tensão atinge</p><p>o valor máximo e a condição de cur-</p><p>to-circuito no cabo, sem o perigo de</p><p>danos aos componentes.</p><p>No entanto, é preciso tomar cui-</p><p>dado no que se refere à indutância</p><p>do cabo. Se for elevada, poderá fa-</p><p>zer com que, na comutação, sejam</p><p>geradas tensões maiores do que 25</p><p>V ou que o máximo recomendado</p><p>pelo fabricante do dispositivo. Essas</p><p>tensões podem causar danos aos</p><p>circuitos.</p><p>LIMITES DE CORRENTE E</p><p>TENSÃO</p><p>Uma porta RS-232 pode fornecer</p><p>uma corrente limitada a um disposi-</p><p>tivo remoto. O número de linhas de</p><p>saída, o tipo de CI de interface e o</p><p>estado das linhas de saída devem</p><p>ser considerados quando se projeta</p><p>um sistema.</p><p>Os tipos de CIs drivers usados</p><p>na porta serial podem ser divididos</p><p>em três categorias:</p><p>- Drivers que precisam de alimen-</p><p>tação simétrica como os da série</p><p>1488. A maioria dos PCs emprega</p><p>esse tipo;</p><p>- Drivers de baixa potência que</p><p>exigem fontes simples de +5 V. Esse</p><p>tipo de driver possui um conversor DC/</p><p>DC interno para conversão de tensão.</p><p>Muitos tipos de microcontroladores</p><p>para uso industrial o utilizam;</p><p>- Drivers de baixa potência para</p><p>3,3 V que operam de acordo com o</p><p>padrão EIA562 encontrados em</p><p>notebooks e laptops.</p><p>O circuito equivalente a um siste-</p><p>ma de comunicação RS-232 é ilus-</p><p>trado na figura 3 .</p><p>São definidos 25 sinais, mas na</p><p>prática são usados menos de 10. São</p><p>eles:</p><p>Figura 2 – Faixas de sinais.</p><p>Figura 3 – Circuito equivalente a um sistema de comunicação RS-232.</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>41MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>ELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICA</p><p>41MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>ELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICA</p><p>Pino 2 - Transmissão de dados</p><p>de DTE para DCE;</p><p>Pino 3 - Transmissão de dados</p><p>de DCE para DTE;</p><p>Pino 20 - DTR, o equipamento</p><p>DTE está operando (também indica-</p><p>do por DTE Ready);</p><p>Pino 6 - DSR - o equipamento</p><p>DCE está operando;</p><p>Pino 4 - RTS - pedido de DTE</p><p>para iniciar o envio;</p><p>Pino 5 - CTS - DCE está pronto</p><p>para receber;</p><p>Pino 8 - DCD - o DCE detecta a</p><p>portadora;</p><p>Pino 7 – Massa;</p><p>Pino 1 - Terra de proteção.</p><p>Os sinais menos usados são:</p><p>Pinos 15, 17, 24 - Clock empre-</p><p>gado apenas nas comunicações</p><p>síncronas.</p><p>Na tabela 1 temos os nomes das</p><p>siglas mais usadas em inglês.</p><p>CONEXÕES</p><p>As conexões entre os dispositivos</p><p>DTE e DCE de um sistema RS-232</p><p>usam diversos tipos de conectores</p><p>cujas pinagens são padronizadas.</p><p>Na figura 4 vemos a pinagem de</p><p>um conector DB-9, definida pela nor-</p><p>ma EIA-574, encontrada nas portas</p><p>de comunicações do PC e que é usa-</p><p>da na comunicação assíncrona de</p><p>dados (RS-232/V.24).</p><p>Para aplicações assíncronas tam-</p><p>bém encontramos um conector mo-</p><p>dular cuja pinagem é definida pela</p><p>norma EIA-561. Esse conector é</p><p>mostrado na figura 5 , onde também</p><p>são vistos os sinais encontrados em</p><p>cada uma das oito linhas.</p><p>Para o conector DB25, que use</p><p>dados binários seriais, temos a</p><p>pinagem ilustrada na figura 6 .</p><p>Especificações:</p><p>- Modo de operação: terminal sim-</p><p>ples;</p><p>-Total de drivers e receptores</p><p>numa linha: 1 driver e 1 receptor;</p><p>- Comprimento máximo de cabo:</p><p>50 pés (15 metros);</p><p>- Máxima velocidade de transmis-</p><p>são de dados: 20 kb/s;</p><p>- Tensão máxima de saída: +/- 25</p><p>V;</p><p>- Sinal de saída do driver (carre-</p><p>gado): +/- 5 V a +/- 15 V;</p><p>- Impedância de carga do driver:</p><p>3 a 7 kohms;</p><p>- Taxa de crescimento (máx): 30</p><p>V/µs;</p><p>-Resistência de entrada do recep-</p><p>tor: 3 k a 7 kohms.</p><p>A maioria das 22 linhas de sinais</p><p>do padrão EIA232 pertencem a co-</p><p>nexões em que o DCE é um modem,</p><p>caso em que se usa um protocolo</p><p>que exige todas elas.</p><p>Para aplicações industriais em</p><p>que o dispositivo remoto ligado ao</p><p>PC não é um modem, ou ainda onde</p><p>dois dispositivos DTE são interliga-</p><p>dos, um número menor de linhas é</p><p>necessário.</p><p>Assim, as ligações dos pinos 15,</p><p>17 e 24 são utilizadas somente se o</p><p>CTS Clear To Send (DCE para DTE)</p><p>Siglas Significados</p><p>DCD Data Carrier Detected (tom de um modem)</p><p>do DCE para o DTE</p><p>DCE Data Communications Equipment (ex.: modem)</p><p>DSR Data Set Ready (DCE para DTE)</p><p>DSRS Data Set Rate Selector (DCE para DTE)-</p><p>não usado comumente</p><p>DTE Data Terminal Equipment</p><p>(ex.: computador, impressora, etc.)</p><p>DTR Data Terminal Ready (DTE para DCE)</p><p>FG Frame Ground (blindagem ou chassi)</p><p>NC No Connection</p><p>RCk Receiver (externo) Clock Input</p><p>RI Ring Indicator (tom de discagem detectado)</p><p>RTS Ready to Send (DTE para DCE)</p><p>RxD Received Data (DCE para DTE)</p><p>SG Signal Ground (terra do sinal)</p><p>SCTS Secondary Clear to Send (DCE para DTE)</p><p>SDCD Secondary Data Carrier Detected</p><p>(tom de um modem do DCE para o DTE)</p><p>SRTS Secondary Ready to Send (DTE para DCE)</p><p>SRxD Secondary Received Data (DCE para DTE)</p><p>STxD Secondary Transmitted Data (DTE para DCE)</p><p>TxD Transmitted Data (DTE para DTE)</p><p>Tabela 1 – Siglas mais utilizadas.</p><p>Figura 4 – Pinagem do conector DB-9.</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200342</p><p>ELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICA</p><p>protocolo exigir uma transmissão</p><p>síncrona.</p><p>É interessante observar que em</p><p>muitos casos, como a norma é usa-</p><p>da para interligação direta, as carac-</p><p>terísticas de equipamentos de fabri-</p><p>cantes diferentes podem não casar,</p><p>e isso pode acarretar problemas de</p><p>funcionamento.</p><p>A TRANSMISSÃO</p><p>Na figura 7 mostramos a forma</p><p>como um caractere típico ASCII é</p><p>transmitido.</p><p>O modo mais comum de trans-</p><p>missão de sinais é o assíncrono (em</p><p>que não há necessidade do trans-</p><p>missor estar sincronizado com o re-</p><p>ceptor, pois ele é informado quando</p><p>cada “pacote de dados” começa e</p><p>termina) dispondo de bits de start e</p><p>stop.</p><p>Assim, o sinal é formado por bits</p><p>individuais que são enviados (um a</p><p>um) em um “pacote” de tamanho de-</p><p>finido no formato ASCII.</p><p>A quantidade de bits de cada pa-</p><p>cote pode variar de 5 a 8, os quais</p><p>são enviados depois de um sinal</p><p>de start que é reconhecido quando</p><p>a linha, que está normalmente no</p><p>nível 1 (negativa), passa para o</p><p>nível 0 (positiva). No flanco des-</p><p>cendente do sinal (passagem de 1</p><p>para 0) há o reconhecimento do</p><p>aviso de início de transmissão de</p><p>mensagem.</p><p>No final do pacote de bits de da-</p><p>dos é enviado também um bit de</p><p>paridade que serve para verificar se</p><p>a informação chegou correta, e de-</p><p>pois um bit de stop.</p><p>Se este foi o último pacote, o ní-</p><p>vel da linha se mantém alto (1); mas</p><p>se um novo pacote deve ser envia-</p><p>do, temos nova transição do nível 1</p><p>para o zero, que é reconhecida como</p><p>start, e o processo se repete.</p><p>Observe que o sincronismo des-</p><p>te modo de transmissão é feito com</p><p>base no bit de start de cada pacote.</p><p>No entanto, este processo de</p><p>transmissão traz alguns problemas</p><p>quando se pretende uma velocidade</p><p>muito alta.</p><p>Para altas velocidades, o forma-</p><p>to usado é aquele que apresentamos</p><p>na figura 6 onde temos um ou dois</p><p>bytes de sincronismo.Figura 5 – Conector modular.</p><p>Figura 6 – Conector DB25.</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>43MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>ELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICA</p><p>43MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>ELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICA</p><p>No caso do código ASCII, este</p><p>byte é o 0010110, seguindo-se en-</p><p>tão dois bytes de dados. Como a</p><p>transmissão deve ser contínua,</p><p>bytes de sincronismo devem ser in-</p><p>tercalados quando necessário.</p><p>PROTOCOLOS</p><p>Há duas técnicas de protocolos</p><p>de comunicação: a de protocolo por</p><p>sinais e de protocolo por códigos.</p><p>No “protocolo por sinais” são em-</p><p>pregados alguns dos sinais da pró-</p><p>pria norma EIA232 para que os dis-</p><p>positivos conectados possam (ou</p><p>não) receber as informações. Podem</p><p>ser empregados dois pares de sinais</p><p>para esta finalidade como o DTR/</p><p>DSR ou ainda o RTS/CTS.</p><p>No primeiro caso, o sinal DTR ou</p><p>RTS indica que o dispositivo DTE</p><p>está conectado e pronto, enquanto</p><p>que o sinal DSR ou CTS indica que</p><p>é o dispositivo DCE que está pron-</p><p>to.</p><p>No protocolo por códigos há di-</p><p>versas técnicas possíveis todas ba-</p><p>seadas em códigos. Uma delas é a</p><p>que utiliza os códigos XON</p><p>(caractere DC3 no ASCII) e XOFF</p><p>(caractere DC1 em ASCII) para que</p><p>o receptor possa avisar se está ou</p><p>não em condições de receber as in-</p><p>formações.</p><p>O funcionamento deste protocolo</p><p>pode ser descrito em detalhes da</p><p>seguinte maneira: inicialmente parti-</p><p>mos da condição em que o receptor</p><p>está pronto para receber informa-</p><p>ções, quando, então, o transmissor</p><p>começa seu envio.</p><p>No momento em que a memória</p><p>do receptor se aproxima do ponto de</p><p>saturação, o receptor envia ao trans-</p><p>missor um sinal XOFF para que ele</p><p>pare de enviar as informações. Quan-</p><p>do a memória esvazia, à medida que</p><p>o receptor vai usando as informa-</p><p>ções, e chega a um nível que pode</p><p>receber mais, um sinal XON é envia-</p><p>do ao transmissor.</p><p>É possível também encontrar em</p><p>algumas aplicações o protocolo que</p><p>usa os caracteres ASCII ETX e ACK.</p><p>O funcionamento deste protocolo é</p><p>o seguinte: partindo do momento em</p><p>que o transmissor pode receber si-</p><p>nais, ele envia uma série de pacotes</p><p>que finaliza com o código ETX.</p><p>Assim que o receptor termina de</p><p>assimilar a informação enviada e</p><p>está pronto para receber mais, ele</p><p>envia ao transmissor o sinal ACK. Os</p><p>pacotes de informação adotados por</p><p>este protocolo variam em tamanho</p><p>de 80 a 132 bytes.</p><p>CONSIDERAÇÕES</p><p>SOBRE CABOS</p><p>Pode-se enviar sinais com segu-</p><p>rança em uma linha a distâncias mai-</p><p>ores que os 15 metros especificados</p><p>como limite, mas isso depende de</p><p>diversos fatores.</p><p>Evidentemente, não é possível</p><p>blindar ou evitar de modo efetivo ruí-</p><p>dos em um par trançado. Mesmo que</p><p>seja feita a blindagem, podemos evi-</p><p>tar os ruídos externos, mas não os</p><p>problemas gerados internamente no</p><p>próprio cabo.</p><p>À medida que a velocidade au-</p><p>menta, os problemas de velocidade</p><p>se tornam cada vez mais acentua-</p><p>dos pelo efeito da capacitância do</p><p>próprio cabo. Blindando cada fio do</p><p>par, ou ainda usando fios de baixa</p><p>capacitância, esse inconveniente</p><p>problema pode ser eliminado.</p><p>Ao escolhermos um cabo para</p><p>uma interface RS-232, deveremos</p><p>estar atentos a algo mais do que o</p><p>número de condutores do cabo e sua</p><p>“bitola”. Precisaremos ainda estar</p><p>atentos à:</p><p>a) Impedância característ ica</p><p>(ohms) - essa especificação é ba-</p><p>seada nas características físicas</p><p>do cabo e representa a impedância</p><p>que um fio de comprimento infinito</p><p>apresenta. Se essa impedância for</p><p>igual à da terminação, o circuito do</p><p>outro lado “vê” esse cabo como se</p><p>ele não tivesse carga e fosse do-</p><p>tado de um comprimento infinito,</p><p>evitando assim a ocorrência de re-</p><p>flexões dos sinais capazes de tra-</p><p>zer problemas.</p><p>b) Capacitância Shunt (pF por</p><p>metro ou pé) - é a capacitância apre-</p><p>sentada pelo fio por unidade de com-</p><p>primento adotada. Deve ser a menor</p><p>possível.</p><p>c) Velocidade de propagação - (in-</p><p>dicada em porcentagem da veloci-</p><p>dade da luz).</p><p>CONCLUSÃO</p><p>Não basta interligar um PC a uma</p><p>ou mais máquinas para se usar efi-</p><p>cientemente o protocolo RS-232. Co-</p><p>nhecendo o modo como ele funcio-</p><p>na, podemos evitar problemas sim-</p><p>ples como, por exemplo, os causa-</p><p>dos pelos cabos. l</p><p>Figura 7 – Forma como um caractere típico ASCII é transmitido.</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200344</p><p>MANUTENÇÃOMANUTENÇÃOMANUTENÇÃOMANUTENÇÃOMANUTENÇÃO</p><p>pró-apró-apró-apró-apró-atititititivvvvvaaaaa</p><p>T</p><p>ManutençãoManutençãoManutençãoManutençãoManutenção</p><p>prprprprpreditieditieditieditieditivvvvvaaaaa</p><p>Alexandre Capelli</p><p>Como reduzir custos e prolongar a vida</p><p>eeeee</p><p>útil das suas máquinas e equipamentos.</p><p>CONCEITOS IMPORTANTES</p><p>emos certeza que não há</p><p>confusão sobre a diferença</p><p>entre a manutenção correti-</p><p>va (e a preventiva). Aliás,</p><p>esta última ganhou grande destaque</p><p>no final da década de 80, aqui no Bra-</p><p>sil, com os famosos programas de</p><p>QT (Qualidade Total). Uma das “fer-</p><p>ramentas” célebres, e que até hoje</p><p>ainda é muito utilizada, é a TPM (si-</p><p>gla inglesa para Manutenção Total</p><p>Preventiva).</p><p>Entretanto, não é raro confundir-</p><p>se manutenção preditiva com preven-</p><p>tiva; e preditiva com pró-ativa.</p><p>A manutenção preventiva é aque-</p><p>la que ocorre antes da quebra da má-</p><p>quina. Sua função é evitar que haja</p><p>À medida que a concor-</p><p>rência fica cada vez mais</p><p>acirrada, práticas antes con-</p><p>sideradas irrelevantes torna-</p><p>ram-se, hoje, vitais para a</p><p>sobrevivência de uma em-</p><p>presa no mercado. Um</p><p>exemplo clássico disso é a</p><p>manutenção. Neste artigo,</p><p>faremos uma breve expla-</p><p>nação sobre as vantagens</p><p>que a manutenção preditiva</p><p>e pró-ativa podem trazer</p><p>para os processos produti-</p><p>vos.</p><p>uma parada não programada na pro-</p><p>dução devido a qualquer falha do</p><p>equipamento.</p><p>Alguns exemplos de práticas de</p><p>manutenção preventiva:</p><p>- Troca do óleo lubrificante segun-</p><p>do as especificações do fabricante.</p><p>- Limpeza.</p><p>- Troca de peças por tempo de</p><p>uso, e não por análise do estado real.</p><p>- Conferência dos ajustes, mesmo</p><p>que não haja sinais de que estes es-</p><p>tejam fora dos limites de tolerância.</p><p>A manutenção preditiva, a grosso</p><p>modo, é um aperfeiçoamento da pre-</p><p>ventiva. Através de equipamentos,</p><p>softwares e instrumentos, ela prevê</p><p>quando uma falha poderá ocorrer.</p><p>As análises de vibrações, tempe-</p><p>ratura, química, e estrutural são as</p><p>mais comuns nessa técnica de ma-</p><p>nutenção.</p><p>A grande diferença entre a</p><p>preditiva e a preventiva é sua</p><p>assertividade. Enquanto a manuten-</p><p>ção preventiva troca uma peça pura</p><p>e simplesmente pelo seu tempo de</p><p>uso, a preditiva analisa sua condição</p><p>real. A troca, então, só será realiza-</p><p>da se o estado da peça em questão</p><p>estiver fora dos padrões normais,</p><p>não importando seu tempo de uso.</p><p>Fica óbvia sua vantagem</p><p>sobre a</p><p>preventiva, pois, além de trocar so-</p><p>mente o que se faz necessário, isto</p><p>acontece em tempo hábil antes da</p><p>quebra.</p><p>Ora, qual leitor que nunca trocou</p><p>uma peça de seu carro preventiva-</p><p>mente, e essa, mesmo sendo mais</p><p>nova e original, falhou antes de uma</p><p>semelhante instalada na ocasião da</p><p>montagem de seu veículo?!</p><p>De forma alguma estamos des-</p><p>prezando a manutenção preventi-</p><p>va. Claro que ela tem uma impor-</p><p>tância fundamental, porém, ainda</p><p>utilizando o carro como exemplo,</p><p>seria muito mais econômico um sis-</p><p>tema que indicasse, por exemplo,</p><p>quantos quilômetros você ainda</p><p>poderia rodar com segurança sem</p><p>trocar a “correia denteada”, ao in-</p><p>vés de simplesmente trocá-la após</p><p>completar 50 mil quilômetros.</p><p>Ambas as filosofias de manuten-</p><p>ção (preventiva e preditiva) ocorrem</p><p>na máquina, ou equipamento. A pró-</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>MANUTENÇÃOMANUTENÇÃOMANUTENÇÃOMANUTENÇÃOMANUTENÇÃO</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>45MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>MANUTENÇÃOMANUTENÇÃOMANUTENÇÃOMANUTENÇÃOMANUTENÇÃO</p><p>ativa, por outro lado, surge no meio</p><p>em que ele está instalado.</p><p>Sua função é determinar as cau-</p><p>sas das falhas, geralmente ligadas</p><p>a fatores externos ao equipamento</p><p>propriamente dito.</p><p>“Qual a razão de instalarmos sis-</p><p>temas de climatização de ar (ar con-</p><p>dicionado) em um escritório, ou qual-</p><p>quer outro ambiente informatizado?”</p><p>De imediato podemos citar duas:</p><p>aumentar o conforto dos funcionários,</p><p>e evitar sobre-aquecimento dos PCs.</p><p>“Qual delas podemos considerar</p><p>uma manutenção pró-ativa?”.</p><p>Ambas, visto que tanto uma quan-</p><p>to outra resultará na diminuição do ín-</p><p>dice de falhas e, conseqüentemente,</p><p>em um aumento de produtividade e</p><p>confiabilidade, seja pela redução do</p><p>erro humano ou da máquina.</p><p>Resumindo, a manutenção pró-</p><p>ativa atua nas variáveis ligadas as</p><p>condições de uso, e na determina-</p><p>ção e eliminação das causas poten-</p><p>ciais de falhas</p><p>Um programa de treinamento dos</p><p>funcionários a respeito do correto</p><p>manuseio e operação de uma máqui-</p><p>na é um exemplo de manutenção pró-</p><p>ativa. Colocá-la em um ambiente con-</p><p>trolado (temperatura, umidade, etc.)</p><p>é outro.</p><p>REDUÇÃO DE CUSTOS</p><p>Segundo o Comitê Panamericano</p><p>de Engenharia de Manutenção –</p><p>Copiman, as empresas que utilizam</p><p>metodologia pró-ativa, e preditiva</p><p>possuem entre 48% a 78% a mais</p><p>de eficiência operacional.</p><p>Além disso, há uma significativa</p><p>maximização do ciclo de vida e do</p><p>retorno sobre seus ativos.</p><p>MANUTENÇÃO PREDITIVA</p><p>Agora que já definimos cada uma</p><p>delas, vamos a uma rápida análise</p><p>dos principais parâmetros de manu-</p><p>tenção preditiva.</p><p>Objetivos de manutenção</p><p>preditiva</p><p>- Determinar, com antecipação, a</p><p>necessidade de manutenção em uma</p><p>peça específica de uma máquina.</p><p>- Eliminar gastos com mão-de-</p><p>obra para desmontagens desneces-</p><p>sárias para inspeção.</p><p>- Aumentar o tempo contínuo de</p><p>operação (disponibilidade).</p><p>- Reduzir paradas não programa-</p><p>das (trabalhos de emergência).</p><p>- Impedir o aumento de danos.</p><p>- Aproveitar ao máximo a vida útil</p><p>dos componentes de um equipamen-</p><p>to.</p><p>- Aumentar a confiabilidade da</p><p>máquina e do produto final.</p><p>Execução da manutenção</p><p>preditiva</p><p>Há duas formas de realizar a ma-</p><p>nutenção preditiva: através de instru-</p><p>mentos e com pessoal qualificado,</p><p>ou automaticamente pela própria má-</p><p>quina.</p><p>Os fenômenos mais comuns sob</p><p>análise preditiva são de origem me-</p><p>cânica (vibrações, pressão, tempe-</p><p>ratura, aceleração, etc.), porém, fe-</p><p>nômenos elétricos também têm sido</p><p>alvo de estudos recentemente. A</p><p>qualidade da energia elétrica é um</p><p>deles.</p><p>De qualquer modo, todos eles</p><p>podem ser monitorados e controla-</p><p>dos através da intervenção huma-</p><p>na. Neste caso, planilhas, instru-</p><p>mentos, e pessoal qualificado são</p><p>empregados para a execução do</p><p>processo.</p><p>Com o avanço tecnológico, en-</p><p>tretanto, muitas máquinas já vêm</p><p>equipadas com sensores (de vibra-</p><p>ção, temperatura, deformação,</p><p>etc.) e softwares preditivos, que</p><p>são capazes de informar o estado</p><p>das suas par tes críticas. A IHM</p><p>(Interface homem-máquina) em</p><p>conjunto com PLCs, atualmente,</p><p>são muito utilizadas para esta fun-</p><p>ção. Através de mensagens na tela,</p><p>o próprio operador pode programar</p><p>a parada da máquina para sua ma-</p><p>nutenção.</p><p>Infelizmente, nem tudo pode ser</p><p>monitorado automaticamente. A aná-</p><p>lise química (óleos lubrificantes e re-</p><p>frigerantes, por exemplo) ainda é fei-</p><p>ta sob intervenção humana, pelo me-</p><p>nos na maioria dos casos.</p><p>Já a análise estrutural (dilatações,</p><p>vibrações, etc.) pode ser monitorada</p><p>eletronicamente.</p><p>MANUTENÇÃO PRÓ-ATIVA</p><p>Falar sobre quais parâmetros de-</p><p>vemos considerar na manutenção pró-</p><p>ativa é impossível. “Cada caso é um</p><p>caso”.</p><p>Apenas para exemplificar melhor,</p><p>a própria consulta ao fabricante da</p><p>máquina sobre qual o melhor modelo</p><p>para seu produto, pode, ao meu ver,</p><p>ser considerada uma prática de ma-</p><p>nutenção pró-ativa.</p><p>“Mas isso não é tarefa do setor de</p><p>projeto e desenvolvimento?”.</p><p>Sim, mas quem disse que ele não</p><p>depende da manutenção, e vice-ver-</p><p>sa?!</p><p>Ora, imaginemos um torno CNC</p><p>cujo eixo-árvore é equipado com um</p><p>motor de 10 HP. Dependendo da geo-</p><p>metria da peça, tempo de usinagem</p><p>estimado, dureza do metal, etc., tal-</p><p>vez, sua vida útil já esteja compro-</p><p>metida no ato da compra.</p><p>O relacionamento franco entre for-</p><p>necedor e cliente, bem como empre-</p><p>sa e funcionário, são fundamentais</p><p>para o processo de uma manutenção</p><p>pró-ativa.</p><p>“Quer uma sugestão para come-</p><p>çar seu programa?”.</p><p>Então faça uma pesquisa sobre o</p><p>que o pessoal no “chão-de-fábrica”</p><p>pensa a respeito do que pode contri-</p><p>buir para a redução das paradas não</p><p>programadas. Analise tudo; pegue um</p><p>caso que lhe pareça mais coerente;</p><p>ponha em prática tais idéias; compa-</p><p>re os resultados.</p><p>Falo por mim, mas, toda vez que</p><p>faço isso, fico pasmo com minha “ino-</p><p>cência”.</p><p>CONCLUSÃO</p><p>De um modo geral, pode-se afir-</p><p>mar que a aplicação de programas de</p><p>manutenção preditiva e pró-ativa nas</p><p>indústrias resulta, a médio e a longo</p><p>prazo, em reduções da ordem de 2/3</p><p>nos prejuízos com interrupções ines-</p><p>peradas de produção, além de 1/3 nos</p><p>gastos com a “manutenção” desne-</p><p>cessária ou incorreta. l</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200346</p><p>ENERGIAENERGIAENERGIAENERGIAENERGIA</p><p>O</p><p>fornecimento</p><p>Osmar Brune</p><p>Equipamentos eletro-eletrônicos podem ser perturbados por</p><p>um fornecimento de energia de má qualidade. Além disso, eles</p><p>podem piorar a qualidade do fornecimento de energia. Do ponto</p><p>de vista do equipamento, no primeiro caso trata-se de um proble-</p><p>ma de imunidade, e no segundo trata-se de um problema de emis-</p><p>sões. Estes dois conceitos, e outros, foram abordados no primei-</p><p>ro artigo desta série (EMC e EMI: Compatibilidade e Interferência</p><p>Eletromagnética).</p><p>Nesta edição, analisaremos diversos tipos de distúrbios no sis-</p><p>tema de fornecimento de energia, suas causas típicas, como eles</p><p>podem afetar equipamentos e como, em contrapartida, equipa-</p><p>mentos podem gerar distúrbios no sistema de fornecimento de</p><p>energia. Serão analisadas, também, técnicas para prevenir estes</p><p>problemas.</p><p>Distúrbios no</p><p>de energia</p><p>OS TIPOS DE DISTÚRBIO</p><p>s distúrbios são classifi-</p><p>cados em 5 áreas:</p><p>- variações de tensão;</p><p>- variações de freqüência;</p><p>- distorções na forma de onda;</p><p>- transientes;</p><p>- ruídos contínuos.</p><p>A figura 1 ilustra os principais</p><p>tipos, em cada uma destas áreas.</p><p>Variações de tensão</p><p>Há três tipos, dependendo da sua</p><p>duração:</p><p>- Distúrbios de pequena duração,</p><p>variando desde meio ciclo até pou-</p><p>cos segundos, são chamados de</p><p>“swells” (aumentos de tensão) e</p><p>“sags” (diminuições de tensão). Não</p><p>encontramos termos equivalentes</p><p>em português;</p><p>- Distúrbios de maior duração do</p><p>que alguns poucos segundos são cha-</p><p>mados subtensões ou sobretensões;</p><p>- interrupções de energia é o ter-</p><p>mo utilizado para perda total de ener-</p><p>gia por mais do que alguns poucos</p><p>segundos.</p><p>Por outro lado, variações de ten-</p><p>são muito rápidas, menores do que</p><p>meio ciclo de onda (8,33 ms em 60</p><p>Hz), são classificados em outra área</p><p>(transientes).</p><p>Concessionárias de energia podem</p><p>causar “sags” e subtensões. Existem</p><p>casos em que a tensão é reduzida</p><p>deliberadamente em picos de deman-</p><p>da. Usuários também podem causá-</p><p>los, por exemplo, ao energizar cargas</p><p>de alta potência.</p><p>Subtensões e “sags”</p><p>profundos podem causar problemas</p><p>em equipamentos eletrônicos, fazen-</p><p>do com que suas fontes de alimenta-</p><p>ção tenham déficit de energia.</p><p>Por outro lado, sobretensões e</p><p>“swells” são causados quase que</p><p>unicamente pelas concessionárias</p><p>de energia, resultando de variações</p><p>bruscas de carga, ou de correções</p><p>do fator de potência. Estes distúrbi-</p><p>os raramente causam problemas em</p><p>equipamentos eletrônicos que incor-</p><p>porem fontes de alimentação regu-</p><p>ladas.</p><p>Interrupções de energia podem</p><p>durar de poucos segundos até vári-</p><p>as horas, e normalmente são cau-</p><p>sadas por tempestades, falhas em</p><p>transformadores, acidentes ou des-</p><p>ligamento de disjuntores.</p><p>Variações de freqüência</p><p>Tais variações normalmente se</p><p>dão devido à má regulação de ge-</p><p>radores. Tais distúrbios são raros em</p><p>grandes sistemas interligados, onde</p><p>a freqüência tipicamente é mantida</p><p>muito próxima de 60 Hz. Além dis-</p><p>so, as variações são compensadas</p><p>num período de 24 hs, para que re-</p><p>lógios e outros dispositivos basea-</p><p>dos nesta freqüência não percam</p><p>precisão. Variações de freqüência</p><p>ocorrem em geralmente em peque-</p><p>nos sistemas de energia indepen-</p><p>dentes alimentados por pequenos</p><p>geradores.</p><p>Grande parte dos equipamentos</p><p>eletrônicos não são afetados por pe-</p><p>quenas variações de freqüências.</p><p>Muitos são fabricados para funcio-</p><p>nar na faixa de 47 Hz a 63 Hz, aten-</p><p>dendo tanto aos mercados de 50 Hz</p><p>como de 60 Hz. Motores e transfor-</p><p>madores ferro-ressonantes, no en-</p><p>tanto, podem ser afetados por varia-</p><p>ções de freqüência.</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>47MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>ENERGIAENERGIAENERGIAENERGIAENERGIA</p><p>Distorções na forma de onda</p><p>Tais distorções incluem tanto</p><p>distorções de tensão como de corren-</p><p>te, relativas a uma senóide pura. Con-</p><p>siderando que qualquer forma de onda</p><p>diferente de uma senóide pura con-</p><p>tém harmônicas, este problema é</p><p>freqüentemente referido como</p><p>distorção harmônica. Um termo co-</p><p>mum é “total harmonic distortion”</p><p>(THD), que é simplesmente toda a</p><p>energia harmônica residual, depois de</p><p>remover a freqüência fundamental.</p><p>Há dois tipos de distorção harmô-</p><p>nica: de tensão e de corrente. Dis-</p><p>torções de tensão podem ser causa-</p><p>das por equipamentos de distribuição</p><p>defeituosos, ou por fontes de alta im-</p><p>pedância que convertem quaisquer</p><p>distorções de corrente em distorções</p><p>de tensão. Distorções de corrente são</p><p>causadas por cargas não lineares,</p><p>tais como fontes chaveadas, que</p><p>drenam pulsos estreitos de energia</p><p>no pico da senóide, ao invés de con-</p><p>sumir corrente em todo o ciclo (ver</p><p>figura 2 ).</p><p>Esses tipos de distorção não cau-</p><p>sam problemas em equipamentos</p><p>eletrônicos, mas distorções de cor-</p><p>rente provocam estresse severo em</p><p>equipamentos de distribuição de</p><p>energia, ocasionando aquecimento</p><p>de transformadores, mau funciona-</p><p>mento de motores, e desbalanço em</p><p>sistemas trifásicos sobrecarregando</p><p>condutores neutros.</p><p>Algumas normas européias, des-</p><p>de janeiro de 2001, estão limitando</p><p>harmônicas geradas por equipamen-</p><p>tos eletrônicos. Nos Estados Unidos,</p><p>há uma pressão econômica, pois as</p><p>concessionárias sobretaxam usuári-</p><p>os que distorcem a corrente. Prova-</p><p>velmente, haverá uma demanda em</p><p>embutir nos equipamentos eletrôni-</p><p>cos sistemas de correção de fator</p><p>de potência.</p><p>Transientes</p><p>Transientes são distúrbios de pe-</p><p>quena duração, bem menor do que</p><p>um ciclo (16,6 ms em 60 Hz ou 20</p><p>ms em 50 Hz), que tanto podem au-</p><p>mentar a forma de onda (“spikes”)</p><p>como diminuí-la (“notches”). Nova-</p><p>mente, não encontramos traduções</p><p>adequadas para “spikes” e “notches”.</p><p>Ambos ainda podem ser chamados</p><p>de “glitches”. A duração de transi-</p><p>entes pode variar de nanossegundos</p><p>até alguns poucos milissegundos, e</p><p>a amplitude pode variar de poucos</p><p>volts até milhares de volts.</p><p>Os transientes são problemas</p><p>sérios para equipamentos eletrôni-</p><p>cos modernos. Eles podem causar</p><p>danos devido a altos níveis de ten-</p><p>são ou energia, bem como podem</p><p>perturbar o funcionamento devido</p><p>aos rápidos tempos de subida e des-</p><p>cida.</p><p>Sistemas digitais são particular-</p><p>mente suscetíveis a perturbações,</p><p>pois um “glitch” causado por um</p><p>transiente pode ser interpretado</p><p>como um pulso lógico válido, cau-</p><p>sando os mais variados tipos de</p><p>comportamentos anômalos.</p><p>Os transientes podem ser gerados</p><p>dentro ou fora da instalação do consu-</p><p>midor. Fontes externas de transientes</p><p>típicas são descargas atmosféricas</p><p>(raios), chaveamento de capacitores</p><p>de compensação de fator de potência,</p><p>e falhas no sistema de distribuição de</p><p>energia. Fontes internas de transientes</p><p>tipicamente incluem motores ou outras</p><p>cargas indutivas, e chaveamento de</p><p>contatos de relés. Chaveamentos de</p><p>relés, muito comuns em sistemas de</p><p>automação industrial, produzem arcos</p><p>que se constituem numa série de pul-</p><p>sos que podem perturbar seriamente</p><p>sistemas microprocessados.</p><p>Duas normas comuns sobre tran-</p><p>sientes que se aplicam a equipamen-</p><p>tos eletrônicos abrangem as descar-</p><p>gas atmosféricas e o transiente elétrico</p><p>rápido (“electrically fast transient”,</p><p>EFT). São normas voluntárias nos</p><p>Estados Unidos, incluídas na ANSI/</p><p>IEEE C62.41. Na Europa, aparecem na</p><p>IEC 61000-4-4 (EFT) e IEC 61000-4-5</p><p>(surtos), que foram adotadas pela Co-</p><p>munidade Européia com normas euro-</p><p>péias EN61000-4-4 e EN61000-4-5.</p><p>Ruído contínuo</p><p>Este tipo refere-se a perturbações</p><p>repetitivas e com uma freqüência bem</p><p>Figura 1 – Tipos de distúrbios no fornecimento de energia.</p><p>Figura 2 – Distorção de corrente.</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200348</p><p>ENERGIAENERGIAENERGIAENERGIAENERGIA</p><p>mais alta do que a freqüência da li-</p><p>nha de alimentação. Em baixas fre-</p><p>qüências, este ruído pode estar as-</p><p>sociado com faiscamento de esco-</p><p>vas de motores, lâmpadas fluores-</p><p>centes ou fontes chaveadas. Em fre-</p><p>qüências maiores, este ruído inclui</p><p>RFI (Radio Frequency Interference)</p><p>proveniente de transmissores de rá-</p><p>dio próximos que se acopla nas li-</p><p>nhas de energia.</p><p>A maior parte dos equipamentos</p><p>eletrônicos pode conviver com uma</p><p>dose pequena de ruído contínuo, par-</p><p>ticularmente equipamentos que in-</p><p>corporam algum tipo de filtro EMI para</p><p>emissões. Tais filtros, embora</p><p>projetados para evitar emissões, são</p><p>bidirecionais, e ajudam também a</p><p>aumentar a imunidade.</p><p>TIPOS DE FALHAS CAUSADAS</p><p>PELOS DISTÚRBIOS</p><p>As falhas provocadas por distúr-</p><p>bios destes tipos podem variar des-</p><p>de danos graves até pequenas per-</p><p>turbações. Além disso, diferentes ti-</p><p>pos de distúrbios atingem diferentes</p><p>partes de um sistema, como mostra</p><p>a figura 3 . É importante ter isto em</p><p>mente para definir uma estratégia</p><p>para enfrentar o problema.</p><p>Danos devidos a altos</p><p>níveis de energia</p><p>As causas mais prováveis de</p><p>danos são os transientes de alta ten-</p><p>são. O mais severo normalmente é</p><p>a descarga atmosférica, que pode</p><p>atingir níveis como 6000 V e 2000</p><p>A. Os mecanismos de destruição</p><p>são ruptura por alta tensão, aqueci-</p><p>mento por excesso de energia, ou</p><p>ambos.</p><p>Eventualmente, a destruição</p><p>pode ser tolerada em alguns tipos de</p><p>equipamentos, desde que o equipa-</p><p>mento não atinja uma condição in-</p><p>segura, como incendiar-se. Este é o</p><p>caso de produtos como TVs e video-</p><p>cassetes, onde o custo da proteção</p><p>total seria proibitivo. Mas esta filoso-</p><p>fia não é recomendada, por exem-</p><p>plo, em controles industriais, onde</p><p>normalmente deve-se utilizar a má-</p><p>xima proteção.</p><p>Danos provocados por ligeiras</p><p>subtensões ou “swells” não são co-</p><p>muns, especialmente quando fontes</p><p>reguladas ou “full-range” são utiliza-</p><p>das.</p><p>Perturbações em sistemas</p><p>digitais devidos a Spikes</p><p>rápidos e ruído</p><p>A causa mais comum de pertur-</p><p>bações em sistemas digitais são os</p><p>altos “slew rates” (ou baixíssimos</p><p>tempos de subida/descida de sinais).</p><p>Neste caso, as altas derivadas de</p><p>tensão (dV/dt) ou de corrente (dI/dt)</p><p>são as responsáveis pelos proble-</p><p>mas.</p><p>Quanto maior o “slew rate” (dV/</p><p>dt ou dI/dt), maior a probabilidade</p><p>de um “spike” se acoplar ao circui-</p><p>to digital através de uma capa-</p><p>citância ou indutância parasítica, e</p><p>causar problemas na forma de pul-</p><p>sos falsos. Quanto mais rápida for</p><p>a lógica digital, mais aumenta este</p><p>problema, pois então a freqüência</p><p>equivalente destes “spikes” se</p><p>aproxima da freqüência do circui-</p><p>to.</p><p>Mas, afinal, as fontes de alimen-</p><p>tação não possuem</p><p>filtros passa-bai-</p><p>xa, que deveriam eliminar estes</p><p>“spikes”? Infelizmente, a maior par-</p><p>te destes filtros torna-se ineficiente</p><p>acima de 100 kHz ou 1 MHz. Muitos</p><p>filtros de linha comerciais, acima de</p><p>30 MHz, não introduzem nenhuma</p><p>atenuação. Como grande parte da</p><p>energia dos transientes rápidos está</p><p>acima de 30 MHz, não há nada que</p><p>os pare. Por exemplo, um pulso de</p><p>EFT com 5 ns de tempo de subida,</p><p>possui uma freqüência equivalente da</p><p>ordem de 60 MHz.</p><p>Perturbações em sistemas</p><p>analógicos devidas</p><p>a “Sags” e “Swells”</p><p>Circuitos analógicos tipicamente</p><p>não são afetados por transientes rá-</p><p>pidos, devido a sua baixa banda de</p><p>freqüência. Entretanto, podem ser</p><p>vulneráveis a variações lentas como</p><p>“sags” e “swells”. Estes efeitos são</p><p>críticos em estágios com baixo ní-</p><p>vel de sinal, nos quais pequenas</p><p>variações na tensão de alimentação</p><p>podem ser amplificados para os es-</p><p>tágios subseqüentes. A melhor es-</p><p>tratégia de combate a este problema</p><p>é colocar reguladores locais para os</p><p>circuitos analógicos críticos.</p><p>Perdas de memória devidas a</p><p>subtensões ou interrupções</p><p>de energia</p><p>Se a tensão baixar demais por um</p><p>período suficientemente longo, a fon-</p><p>te de alimentação poderá não con-</p><p>seguir manter a tensão de saída. Se</p><p>houver memória RAM, dados serão</p><p>perdidos, a menos que algumas pre-</p><p>cauções tenham sido tomadas, tais</p><p>como utilizar uma bateria backup.</p><p>Deve-se ter cuidado em dimen-</p><p>sionar os armazenadores de energia,</p><p>como capacitores. Normalmente é</p><p>necessário garantir o funcionamento</p><p>de equipamentos considerando uma</p><p>perda total de energia pelo menos por</p><p>meio ciclo de rede (8,33 ms em 60</p><p>Hz, 10 ms em 50 Hz). Muitas</p><p>interrrupções de energia são mais</p><p>curtas que meio ciclo de rede. Alguns</p><p>dispositivos de proteção utilizados</p><p>em fontes de alimentação para su-</p><p>primir transientes costumam atuar no</p><p>início de um ciclo, e serem</p><p>Perturbação em sistema digital “Spikes” ou EFT</p><p>Falhas Causas típicas</p><p>Perturbação em sistema analógico “Sags” ou “Swells”, sobretensões</p><p>ou subtensões</p><p>Perda em memória Déficit de energia, devido a subtensões ou</p><p>interrupções de fornecimento de energia.</p><p>Dano Transientes de alta voltagem, como</p><p>descargas atmosféricas</p><p>Figura 3 – Tipos de falhas X causas típicas.</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>49MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>ENERGIAENERGIAENERGIAENERGIAENERGIA</p><p>desativados no próximo meio ciclo,</p><p>quando ocorre a reversão da tensão</p><p>AC (ver figura 4 ).</p><p>ESPECIFICANDO UMA FONTE</p><p>DE ALIMENTAÇÃO</p><p>Se você quer especificar uma fon-</p><p>te de alimentação para seus proje-</p><p>tos, aqui vão algumas sugestões</p><p>baseadas em diversos documentos</p><p>e especificações de teste.</p><p>“Sags”, “Swells”, subtensões</p><p>e sobretensões</p><p>A figura 5 mostra uma curva de</p><p>suscetibilidade a variações de ten-</p><p>são. A curva diz que a fonte deve</p><p>tolerar uma sobretensão de 106% e</p><p>uma subtensão de 87% em regime</p><p>permanente. Ademais, deve tolerar</p><p>um perda total de energia por um tem-</p><p>po inferior a ½ ciclo de rede (8,33</p><p>ms em 60 Hz).Também deve tolerar</p><p>uma sobretensão de 300% para</p><p>transientes de 100 µs, 200% para</p><p>transientes de 1 ms, e assim por di-</p><p>ante. Esta curva é recomendada pela</p><p>norma IEEE 1100.</p><p>Transientes com baixo nível</p><p>de energia</p><p>Recomenda-se utilizar a norma</p><p>IEC 1000-4-4 (“Electromagnetic</p><p>compatibility for industrial process</p><p>measurement and control equipment</p><p>– Part 4 – Electrically fast transient/</p><p>burst requirements”). Este teste si-</p><p>mula faiscamentos provocados por</p><p>relés ou cargas indutivas, que podem</p><p>provocar problemas em circuitos di-</p><p>gitais microprocessados.</p><p>Transientes com alto</p><p>nível de energia</p><p>Para ambientes hostis ou aplica-</p><p>ções críticas, sugere-se utilizar a</p><p>especificação para descargas at-</p><p>mosféricas descrita na IEEE</p><p>C62.41. Estes testes simulam sur-</p><p>tos induzidos por descargas atmos-</p><p>féricas em linhas de energia. Este</p><p>teste muitas vezes é considerado</p><p>destrutivo, mas não pode levar o</p><p>equipamento a uma situação perigo-</p><p>sa, como um incêndio.</p><p>Ruído contínuo</p><p>Recomenda-se um subconjunto</p><p>do método GS102 MIL-STD-461, li-</p><p>mitando a freqüência entre 150 kHz</p><p>e 80 MHz, e regulando a amplitude</p><p>entre 1 e 3 Vrms.</p><p>PREVENÇÃO DOS PROBLEMAS</p><p>Agora que você já está ciente dos</p><p>problemas e de suas ramificações,</p><p>estudemos algumas medidas de pre-</p><p>venção que podem ser aplicadas na</p><p>fase de projeto do produto. Adicionan-</p><p>do dispositivos adequados, você</p><p>pode eliminar a necessidade de pro-</p><p>teção externa, obtendo um produto</p><p>mais robusto, com menos problemas</p><p>misteriosos no campo.</p><p>Modos comum e diferencial</p><p>Antes de iniciarmos, você deve</p><p>entender um conceito. Correntes de</p><p>ruído podem fluir de dois modos, con-</p><p>forme ilustra a figura 6 .</p><p>No modo diferencial, a tensão de</p><p>ruído aparece entre os condutores</p><p>individuais onde a corrente flui (fase</p><p>e neutro). A corrente de ruído flui no</p><p>mesmo caminho da corrente intencio-</p><p>nal (no fase e neutro, com sentidos</p><p>opostos nestes dois condutores).</p><p>No modo comum, a tensão de</p><p>ruído aparece entre os condutores</p><p>onde a corrente flui (fase e neutro) e</p><p>o terra. As correntes fluem em fase</p><p>entre si (no mesmo sentido) nos con-</p><p>dutores fase e neutro, e em sentido</p><p>oposto retornam pelo terra. Um caso</p><p>especial do modo comum ocorre</p><p>quando a corrente de ruído flui em</p><p>fase nos condutores neutro, fase e</p><p>terra de segurança, e retorna por um</p><p>terra externo.</p><p>Estas distinções são importan-</p><p>tes, pois algumas medidas de pre-</p><p>venção só eliminam um dos tipos de</p><p>ruído. Além disso, o modo de ruído</p><p>normalmente dá uma pista para a</p><p>origem do ruído. Distúrbios de modo</p><p>diferencial provavelmente provêm do</p><p>mesmo circuito, ou seja, são condu-</p><p>zidos. Ruídos de modo comum tipi-</p><p>camente são acoplados por irradia-</p><p>ção. De uma forma geral, ruídos de</p><p>modo diferencial predominam em fre-</p><p>Figura 4 – Perda de 1/2 ciclo devida a</p><p>proteção “Crowbar”. Figura 5 – Objetivos típicos para subtensões e sobretensões.</p><p>Figura 6 – Modo comum X modo diferencial.</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200350</p><p>ENERGIAENERGIAENERGIAENERGIAENERGIA</p><p>qüências abaixo de 1 MHz, enquan-</p><p>to os de modo comum predominam</p><p>em freqüências acima de 1 MHz.</p><p>Dispositivos de proteção</p><p>A seguir, apresentamos alguns dis-</p><p>positivos de proteção que você pode-</p><p>rá incluir em seu equipamento para</p><p>minimizar os efeitos dos distúrbios</p><p>mais comuns em linhas de energia.</p><p>Protetores de transientes</p><p>Protetores de transientes impe-</p><p>dem que a energia vinda da linha ul-</p><p>trapasse determinados níveis, e in-</p><p>cluem três tipos de dispositivos: tu-</p><p>bos de gás, varistores de metal-óxi-</p><p>do (MOVs) e diodos zeners de silí-</p><p>cio. Cada tipo tem seus prós e con-</p><p>tras, dependentes do tempo de res-</p><p>posta e capacidade de energia.</p><p>Pode-se dividir os dispositivos em</p><p>dois tipos: limitadores (“clamping”) e</p><p>“crowbar”. Limitadores impedem que</p><p>a tensão passe de determinado limi-</p><p>te mantendo-a neste limite, enquan-</p><p>to dispositivos de “crowbar” produzem</p><p>um curto-circuito momentâneo quan-</p><p>do a tensão limite é excedida.</p><p>Diodos zener e MOVs são dis-</p><p>positivos limitadores. Eles limitam</p><p>a tensão e dissipam a energia adi-</p><p>cional. Estes dispositivos tipicamen-</p><p>te são quantificados em Joules de</p><p>energia que podem dissipar. Seus</p><p>tempos de resposta são rápidos,</p><p>sendo os diodos zener mais rápidos</p><p>do que os MOVs. Em contrapartida,</p><p>MOVs geralmente podem dissipar</p><p>mais energia, o que os torna mais</p><p>robustos para proteção de linhas de</p><p>energia.</p><p>Tubos de descarga de gás são</p><p>dispostivos “crowbar”. Quando o gás</p><p>se ioniza, a tensão sobre o arco</p><p>ionizante cai para um nível muito</p><p>baixo, e a maior parte da energia é</p><p>refletida ao invés de absorvida. Esta</p><p>energia deve ser desviada para o ter-</p><p>ra. Os tempos de resposta são pio-</p><p>res do que os de dispositivos</p><p>limitadores, mas ainda são adequa-</p><p>dos para descargas atmosféricas,</p><p>para as quais esta proteção é muito</p><p>utilizada.</p><p>Alguns protetores de transientes</p><p>comerciais combinam dispositivos</p><p>limitadores e “crowbar” num disposi-</p><p>tivo híbrido. Tais dispositivos inclu-</p><p>em proteções de alta velocidade e</p><p>para altas quantidades de energia a</p><p>um custo razoável. Pode-se utilizá-</p><p>los na proteção de fontes primárias</p><p>em sistemas robustos, no entanto,</p><p>em nível de equipamentos eletrôni-</p><p>cos individuais, MOVs ou zeners</p><p>normalmente são suficientes.</p><p>Os protetores</p><p>do (11) 3055-1310.</p><p>Automação em processos metalúrgicos</p><p>A Associação Brasileira de Metalurgia (ABM) promoverá nos dias 15 e 16 de</p><p>outubro, em Santos (litoral sul paulista), o VII Seminário de Automação de Proces-</p><p>sos. A principal atração do evento será a apresentação de soluções tecnológicas</p><p>voltadas para a produção de ferro e aço. Na ocasião, a Siemens irá premiar a</p><p>melhor solução inovadora em metalurgia. No período de 1994 a 2002, o segmento</p><p>investiu US$ 13,9 bilhões em desenvolvimento tecnológico. Mais informações</p><p>podem ser obtidas através do site www.abmbrasil.com.br ou pelo telefone (11)</p><p>5536-4333 com Luciana Solitão.</p><p>Altus Partner‘s Automation</p><p>Com o objetivo de estreitar o seu relacionamento com o mercado de</p><p>automação, a Altus realiza em São Paulo o “Altus Partner`s Automation Workshop</p><p>2003”. Em sua segunda edição, o evento será realizado nos dias 7 e 8 de maio no</p><p>Hotel Novotel-Center Norte (das 13h às 21h). Além da exposição de produtos</p><p>parceiros da Altus, o evento também terá cursos e palestras. Os visitantes pode-</p><p>rão mexer em alguns equipamentos no laboratório (que será montado no local).</p><p>Informações através do telefone (51) 589-9521 com Mariângela Zambom</p><p>(mari@altus.com.br)</p><p>Simpósio em Bauru</p><p>O Campus da Unesp em Bauru (343 km a noroeste de São Paulo) realizará,</p><p>de 14 a 17 de setembro deste ano, o VI Simpósio Brasileiro de Automação Inteli-</p><p>gente (SBAI). Promovido pelo Departamento de Engenharia Elétrica, da Faculda-</p><p>de de Engenharia, e pela rede Manufacturing Automation Network, o SBAI é</p><p>promovido a cada dois anos e reúne pesquisadores da área de automação que</p><p>utilizam técnicas de inteligência artificial e áreas correlatas. Nos três dias de</p><p>evento haverá workshop, minicursos e competição de robôs móveis autônomos.</p><p>Mais informações: (14) 221-6116 c/ Marcelo Franchin ou e-mail:</p><p>visbai@feb.unesp.br</p><p>Smar está lançando no merca-</p><p>do um conversor para saída</p><p>discreta, em Fieldbus Foundation,</p><p>que permite a integração entre o</p><p>controle de sinal contínuo e o con-</p><p>trole de sinais discretos. O instru-</p><p>mento é indicado para a geração</p><p>de alarmes, válvulas “on/off”, ati-</p><p>vação de micromotores, sinaliza-</p><p>ção, acionamentos, controles de</p><p>bombas, esteiras, elevadores e</p><p>outras cargas DC e AC.</p><p>Batizado de FR302, o produto</p><p>integra a famíl ia de outros</p><p>conversores da empresa que con-</p><p>versam em Fieldbus: IF302 para</p><p>4-20 mA; FP302 para pressão;</p><p>DC302 para entradas e saídas dis-</p><p>cretas; e HI302 para o protocolo</p><p>Hart. Internamente, o FR302 pos-</p><p>sui dois relés de estado sólido e</p><p>é encontrado nas versões: dois</p><p>contatos normalmente abertos,</p><p>dois contatos normalmente fecha-</p><p>dos e um contato aberto e outro</p><p>fechado.</p><p>A capacidade de “Link master”</p><p>faz com que o FR302 trabalhe como</p><p>“backup LAS”, aumentando assim</p><p>a disponibilidade do sistema. Se-</p><p>gundo a empresa, uma interessan-</p><p>te aplicação é a interface para</p><p>atuadores elétricos, transformando-</p><p>os em dispositivos Fieldbus, útil em</p><p>atualização e reinstrumentação de</p><p>plantas. O bloco funcional PID Step</p><p>pode ser ideal em casos onde é ne-</p><p>cessário modular válvulas sem a</p><p>requisição do retorno da posição</p><p>real (feedback).</p><p>Conversor Fieldbus</p><p>para saída discreta</p><p>FR302, solução para interface fieldbus.</p><p>A</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>5MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>NOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIAS</p><p>esponsável pelo perfeito funcionamento de máquinas, a manutenção</p><p>ganha novos aliados à medida que o Brasil desenvolve seu parque</p><p>industrial. Alguns desses aliados são os sistemas informatizados que</p><p>ganham espaço no mercado devido à facilidade que proporcionam a en-</p><p>genheiros e técnicos.</p><p>Mais conhecidas como softwares de manutenção, essas ferramen-</p><p>tas deram um grande salto na “sub-área” denominada manutenção</p><p>preditiva. Hoje, há empresas fabricantes de equipamentos, como moto-</p><p>res e válvulas, que produzem seu próprio software de manutenção</p><p>preditiva, ou como preferem alguns “software de gerenciamento de ati-</p><p>vos”. Também é possível encontrar empresas que trabalham nesse ni-</p><p>cho de mercado específico. Encontram-se nessa categoria empresas</p><p>como Datastream e MRO Software que, respectivamente, são detento-</p><p>ras das soluções MP2 e Máximo.</p><p>Já a SKF, outra empresa que possui soluções para a manutenção</p><p>informatizada, lançou recentemente o aplitude, ferramenta que integra sis-</p><p>temas para o monitoramento de condições de máquinas, diagnósticos</p><p>informatizados e SDCDs (Sistemas Digitais de Controle Distribuído).</p><p>“Esta iniciativa é mais um passo na orientação da SKF em apoi-</p><p>ar clientes industriais através de serviços baseados em tecnologia</p><p>desenhados para reduzir custos totais da operação, maximizar efi-</p><p>ciência na manutenção e aumentar a produção por meio da</p><p>otimização da eficiência do ativo”, comenta Phil Knights, presidente</p><p>da SKF Service Division. De acordo com informativo da empresa, o</p><p>aplitude tem o objetivo de auxiliar na informatização do processo e</p><p>suporte à tomada de decisões.</p><p>Manutenção entra na era informatizada</p><p>R</p><p>HP e Microsoft divulgam tecnologia XML no país</p><p>ma parceria entre a HP e a Microsoft está permi-</p><p>tindo divulgar a tecnologia XML (eXtensible Markup</p><p>Language) em todo o território nacional. Nos Estados</p><p>definidos pelas duas empresas há a participação de</p><p>um terceiro parceiro que fica responsável pela sele-</p><p>ção de bolsistas, participantes de empresas e estu-</p><p>dantes de graduação. Em São Paulo, por exemplo, o</p><p>IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas S/A – é</p><p>a terceira ponta responsável</p><p>pela disseminação de novas</p><p>tecnologias.</p><p>Em um ambiente dotado de</p><p>vários laboratórios, estudantes</p><p>e profissionais poderão desen-</p><p>volver softwares com padrões</p><p>de qualidade reconhecidos in-</p><p>ternacionalmente. O acesso a</p><p>essas ferramentas permitirá a</p><p>integração de sistemas volta-</p><p>dos para o varejo, meio ambi-</p><p>ente e cadeias produtivas.</p><p>“A criação do centro em par-</p><p>ceria com a Microsoft represen-</p><p>ta a oportunidade de empregar mais recursos no setor</p><p>de pesquisas”, afirma Rodolpho Cardenuto, vice-presi-</p><p>dente do grupo de sistemas pessoais da HP Brasil.</p><p>Um dos primeiros projetos acontece com a Associa-</p><p>ção Paulista dos Cirurgiões Dentistas, na área de en-</p><p>sino a distância.</p><p>O centro de tecnologia XML também foi montado</p><p>na cidade de Recife com a participação do Centro de</p><p>Informática da Universidade Fede-</p><p>ral de Pernambuco, o Centro de Es-</p><p>tudos e Sistemas Avançados do Re-</p><p>cife, a Empresa de Fomento de</p><p>Informática de Pernambuco, a Qualiti</p><p>Software e o complexo tecnológico</p><p>Porto Digital.</p><p>Para o diretor-presidente do Porto</p><p>Digital, Pier Carlo Sola, o centro traz</p><p>boas perspectivas para a região. “A</p><p>inauguração do Centro de Tecnologia</p><p>XML, focado na qualidade do software,</p><p>representa um passo fundamental na</p><p>construção do ecossistema do Porto</p><p>Digital”, observa.</p><p>U</p><p>postando na expansão do mer-</p><p>cado brasileiro de computadores</p><p>portáteis, a Advantech Brasil deverá</p><p>iniciar a fabricação nacional de Tablet</p><p>PCs ainda em 2003. A estratégia de</p><p>divulgação da empresa também in-</p><p>clui a redução de 25% do valor do</p><p>MobiPanel, seu modelo de Tablet PC</p><p>lançado em agosto do ano passado.</p><p>O MobiPanel foi desenvolvido para</p><p>oferecer uma solução wireless que</p><p>permita acesso a banco de dados via</p><p>Internet ou Intranet em tempo real. “O</p><p>grande diferencial é sua resistência”,</p><p>avalia Carlos Alberto Farineli, diretor</p><p>de tecnologia da Advantech.</p><p>Com sistema operacional</p><p>Windows CE 3.0 e processador Intel</p><p>StrongARM de 206 MHz, o</p><p>MobiPanel foi desenvolvido para</p><p>atuar em linhas de produção indus-</p><p>trial, redes varejistas, distribuido-</p><p>ras, hospitais, construção civi l ,</p><p>telecom e empresas de utilities.</p><p>Advantech reduz em</p><p>25% preço de Tablet PC</p><p>São Paulo e Recife já contam com Centro</p><p>tecnológico em XML</p><p>A</p><p>André Campos/divulgação</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/20036</p><p>NOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIASNOTÍCIAS</p><p>A</p><p>Rockwell Automation cresce 13% e firma parcerias acadêmicas</p><p>Rockwell Automation, uma das gigantes da</p><p>automação industrial, encerrou seu ano fiscal de</p><p>2002 com um crescimento de 13%, o que representa</p><p>um faturamento bruto de R$ 194 milhões. A área de</p><p>sensores foi a que representou</p><p>de transientes de-</p><p>vem ser instalados tanto entre linhas</p><p>de entrada de alimentação (fase e</p><p>neutro), quanto entre linhas e o ter-</p><p>ra, para prover proteção de modo</p><p>comum e diferencial. A figura 7 mos-</p><p>tra um exemplo de dispositivo híbri-</p><p>do que provê este tipo de proteção.</p><p>Observa-se um dispositivo “crowbar”</p><p>(tubo de gás) ligado ao terra do chas-</p><p>sis (modo comum), que pode ser re-</p><p>querido em produtos destinados ao</p><p>mercado europeu. Agências européi-</p><p>as de segurança preocupam-se com</p><p>eventuais curtos ao chassis, e as-</p><p>sumem que um curto num tubo de</p><p>gás é bem menos provável do que</p><p>num zener ou MOV.</p><p>Filtros EMI</p><p>Tais filtros são dispositivos line-</p><p>ares armazenadores de energia.</p><p>Eles atenuam tanto “spikes” quan-</p><p>to “notches” na forma de onda de</p><p>energia. Sendo dispositivos linea-</p><p>res, eles agem proporcionalmente,</p><p>ao invés de limitar a tensão em</p><p>determinado nível. Filtros são utili-</p><p>zados para remover baixos níveis</p><p>de energia RF contínua, embora</p><p>também atenuem transientes de al-</p><p>ta freqüência.</p><p>A maior parte dos filtros de linha</p><p>EMI comerciais protegem em modo</p><p>comum e diferencial. A figura 8 exi-</p><p>be um filtro EMI típico, que combina</p><p>indutores de modo comum e diferen-</p><p>cial, com capacitores de modo co-</p><p>mum e diferencial. A figura também</p><p>mostra um pequeno indutor opcional</p><p>no terra de proteção, que reforça a</p><p>filtragem em modo comum. Isto pode</p><p>ser eficaz contra ruídos de modo</p><p>comum produzidos por motores ou</p><p>descargas atmosféricas. Este indutor</p><p>deve ser pequeno o suficiente para</p><p>não bloquear a descarga de 60 Hz</p><p>contra o terra de segurança.</p><p>Filtros são defesas importantes</p><p>contra ruídos de RF, mas podem</p><p>falhar devido a instalação ou pro-</p><p>jeto deficientes. A seguir, citam-se</p><p>alguns problemas comuns com fil-</p><p>tros, assumindo que sejam filtros</p><p>passa-baixa, que é a configuração</p><p>mais comum para controle de in-</p><p>terferência.</p><p>- A faixa de freqüência do ruído</p><p>é muito alta. Embora filtros passa-</p><p>baixa ideais atenuem todas as fre-</p><p>qüências acima de determinado li-</p><p>mite, filtros reais começam a dei-</p><p>xar passar freqüências altas devido</p><p>a capacitâncias e indutâncias pa-</p><p>rasíticas. Como regra, pode-se es-</p><p>perar que um filtro comece a falhar</p><p>entre 100 e 1000 vezes sua freqüên-</p><p>cia de projeto. Por exemplo, se foi</p><p>projetado para 20 kHz, ele começa</p><p>a perder eficiência acima de 2 MHz.</p><p>Em torno de 20 MHz, ele fica com-</p><p>pletamente ineficiente. A solução</p><p>para isso é colocar vários estágios</p><p>de filtragem. Um estágio poderia fil-</p><p>trar de 10 kHz a 1 MHz, outro de 1</p><p>MHz a 100 MHz, e outro de 100 MHz</p><p>a 1 GHz.</p><p>- Aterramento pobre. Conexões</p><p>de baixa impedância são fundamen-</p><p>tais para boa filtragem de altas fre-</p><p>qüências. A figura 9 ilustra este pro-</p><p>blema num filtro π simples. A alta</p><p>impedância de aterramento (pode</p><p>ser resistiva ou indutiva) permite</p><p>que as altas freqüências escapem</p><p>do filtro.</p><p>Transformadores de isolação</p><p>Transformadores de isolação são</p><p>transformadores de potência sem</p><p>conexão direta entre primário e se-</p><p>cundário. Desta maneira, existe</p><p>isolação entre a entrada de energia</p><p>e a carga. Devido à isolação, eles</p><p>oferecem uma proteção contra ruí-</p><p>dos de modo comum. Proteção em</p><p>Figura 7 – Protetor de transientes híbrido.</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>51MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>ENERGIAENERGIAENERGIAENERGIAENERGIA</p><p>Bibliografia</p><p>- Daryl Gerke e Bill Kimmel -</p><p>EDN: The Designer's Guide to</p><p>Electromagnetic Compatibi-</p><p>lity - Kimmel Gerke Associates Ltd.</p><p>modo diferencial também é ofereci-</p><p>da pelas próprias bobinas.</p><p>Infelizmente, a isolação e a blin-</p><p>dagem se degradam à medida que a</p><p>freqüência cresce, devido a ca-</p><p>pacitâncias parasíticas entre os</p><p>enrolamentos de entrada e saída. A</p><p>isolação em altas freqüências pode</p><p>ser melhorada adicionando blinda-</p><p>gens capacitivas entre enrolamentos</p><p>para interceptar correntes indesejá-</p><p>veis. Estas blindagens podem pro-</p><p>ver atenuação em modo comum ou</p><p>diferencial, dependendo de onde são</p><p>conectadas. O segredo é interceptar</p><p>as correntes de ruído e fazê-las</p><p>retornar para sua fonte. Para modo</p><p>comum, conecte a blindagem no ter-</p><p>ra, e para modo diferencial conecte</p><p>no neutro. As conexões da blindagem</p><p>devem ser curtas para minimizar sua</p><p>indutância.</p><p>Transformadores de isolação fun-</p><p>cionam melhor em baixas freqüênci-</p><p>as, até 10 MHz, ou para transientes</p><p>com tempos de subida ou descida</p><p>de até 300 ns. A maior parte dos ruí-</p><p>dos provocados por motores ou des-</p><p>cargas atmosféricas estão nesta fai-</p><p>xa. No entanto, transformadores de</p><p>isolação não funcionam bem para</p><p>transientes de alta velocidade, como</p><p>EFT (5 ns) ou ESD (1 a 3 ns).</p><p>A Importância da instalação</p><p>Instalação adequada é essencial</p><p>para cada um dos dispositivos de</p><p>proteção descritos anteriormente. É</p><p>necessário manter os terminais dos</p><p>componentes curtos para minimizar</p><p>indutâncias. O mesmo vale para co-</p><p>nexões de filtros e blindagens de</p><p>transformadores de isolação para o</p><p>terra.</p><p>Deve-se colocar protetores de</p><p>transientes e filtros no ponto de en-</p><p>trada do equipamento para mi-</p><p>nimizar a poluição das conexões</p><p>internas. Quando se usam tanto</p><p>protetores de transientes quanto fil-</p><p>tros, é preciso instalar os protetores</p><p>mais próximos da entrada de ener-</p><p>gia para proteger os filtros e outros</p><p>dispositivos internos.</p><p>Pode ser necessário combinar</p><p>mais do que um método de prote-</p><p>ção, dependendo dos problemas</p><p>contra os quais desejamos nos pre-</p><p>venir ou solucionar. Lembre-se que</p><p>transformadores de isolação funcio-</p><p>nam melhor em freqüências baixas,</p><p>e filtros funcionam melhor em fre-</p><p>qüências maiores. Portanto, a com-</p><p>binação de dispositivos pode propor-</p><p>cionar grande variedade de prote-</p><p>ções. O mesmo princípio vale para</p><p>protetores de transientes. Você pode</p><p>utilizar um dispositivo zener (rápi-</p><p>do, baixa energia) em conjunto com</p><p>um tubo de descarga de gás (lento,</p><p>alta energia).</p><p>Geração de harmônicas por</p><p>equipamentos do usuário</p><p>A origem deste problema já foi</p><p>discutida anteriormente neste artigo,</p><p>na seção Distorções na Forma de</p><p>Onda. O problema cresce de manei-</p><p>ra astronômica, proporcionalmente</p><p>ao uso de cargas eletrônicas e fon-</p><p>tes chaveadas.</p><p>Na Europa, já estão surgindo nor-</p><p>mas para limitar este tipo de harmô-</p><p>nicas (EN61000-3-2). Nos Estados</p><p>Unidos, concessionárias de energia</p><p>sobretaxam consumidores com fator</p><p>de potência pobre. Os grandes usuá-</p><p>rios, em conseqüência disso, irão</p><p>pressionar os fabricantes de equipa-</p><p>mentos para diminuir as harmônicas</p><p>geradas.</p><p>Os efeitos da geração de harmô-</p><p>nicas na distribuição de energia são</p><p>sérios. Podem sobreaquecer transfor-</p><p>madores e fiações de neutro em sis-</p><p>temas trifásicos, pois harmônicas</p><p>triplas (múltiplos ímpares de 3, como</p><p>3a, 9a, 15a, ...) se somam ao invés</p><p>de se cancelarem.</p><p>Alguns dispostivos de estado</p><p>sólido estão surgindo para reduzir</p><p>as harmônicas geradas por fontes</p><p>chaveadas. Estes “pré-reguladores”</p><p>distribuem a corrente drenada pela</p><p>fonte pelo ciclo inteiro, ao invés de</p><p>produzir efeito similar ao mostrado</p><p>na figura 2 . Seu custo é razoável,</p><p>mesmo para produtos que devem</p><p>ser altamente competitivos em pre-</p><p>ço. E espera-se que o custo caia,</p><p>se todos os equipamentos come-</p><p>çarem a utilizar este tipo de dispo-</p><p>sitivos.</p><p>CONCLUSÕES</p><p>Este segundo artigo da série so-</p><p>bre EMC/EMI abordou as interfe-</p><p>rências e emissões ligadas ao for-</p><p>necimento de energia. Esperamos</p><p>que tenha sido útil para esclarecer</p><p>a origem de tais problemas, forne-</p><p>cendo métodos para preveni-los e</p><p>solucioná-los.</p><p>Outros artigos desta série pros-</p><p>seguirão abordando outros tipos de</p><p>interferências eletromagnéticas,</p><p>como ESD e RFI. l</p><p>Figura 8 – Exemplo de Filtro EMI.</p><p>Figura 9 – Filtro com aterramento pobre..</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200352</p><p>MECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIAL</p><p>Tolerância</p><p>Adriano Ruiz Secco</p><p>U</p><p>geométrica</p><p>2ª parte</p><p>Para interpretar e fazer as indicações de tolerâncias geométricas nos dese-</p><p>nhos técnicos é necessário conhecer os modos de representação do quadro</p><p>de tolerância, elementos de referência e principalmente o conceito de campo</p><p>de tolerância, extremamente importante para o entendimento da aplicação e</p><p>verificação das tolerâncias geométricas no processo de produção.</p><p>INDICAÇÃO NO ELEMENTO</p><p>TOLERADO</p><p>ma forma de indicar a to-</p><p>lerância geométrica no de-</p><p>senho técnico consiste em</p><p>ligar o quadro de tolerân-</p><p>cia diretamente ao contorno do ele-</p><p>mento tolerado por meio de uma li-</p><p>nha auxiliar (linha contínua estrei-</p><p>ta) com uma seta na sua extremi-</p><p>dade (figura 1 ).</p><p>Uma alternativa consiste em ligar</p><p>o quadro de tolerância a uma linha</p><p>auxiliar no prolongamento do contor-</p><p>no, se a tolerância se aplicar à linha</p><p>ou à própria superfície (figura 2 ).</p><p>Quando a tolerância for aplicada</p><p>a um eixo ou ao plano médio de um</p><p>elemento cotado, o quadro de tole-</p><p>rância pode ser ligado à linha de ex-</p><p>tensão, em prolongamento à linha de</p><p>cota. Ver figura 3 .</p><p>O quadro de tolerância pode ser</p><p>ligado diretamente ao eixo ou plano</p><p>médio tolerado, quando a tolerância</p><p>se aplicar a todos os elementos co-</p><p>muns a este eixo ou a este plano</p><p>médio (figura 4 ).</p><p>Figura 2 - Indicação no prolongamento do</p><p>contorno do desenho.</p><p>Figura 3 - Indicação no prolongamento da linha de cota.</p><p>Figura 1 - Indicação no contorno do</p><p>desenho.</p><p>Se a mesma característica de to-</p><p>lerância geométrica e o mesmo va-</p><p>lor de tolerância forem especificados</p><p>para vários elementos distintos, não</p><p>é necessário repetir o quadro de to-</p><p>lerância para cada elemento. Em vez</p><p>disso, as indicações de tolerância</p><p>podem ser feitas como mostram as</p><p>figuras 5 e 6.</p><p>Nos dois exemplos, a tolerância</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>53MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>MECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIAL</p><p>de planeza, de no</p><p>máximo 0,1mm,</p><p>aplica-se igualmen-</p><p>te aos três elemen-</p><p>tos indicados nos</p><p>desenhos.</p><p>INDICAÇÃO NO</p><p>ELEMENTO</p><p>DE REFERÊNCIA</p><p>Em alguns dos</p><p>exemplos analisa-</p><p>dos anteriormente,</p><p>os quadros de tole-</p><p>rância apresenta-</p><p>vam uma ou mais</p><p>letras maiúsculas</p><p>representando os</p><p>elementos de refe-</p><p>rência para verifica-</p><p>ção do elemento to-</p><p>lerado.</p><p>Nos desenhos</p><p>técnicos, essas</p><p>mesmas letras</p><p>maiúsculas devem</p><p>ser inscritas num</p><p>quadro e ligadas</p><p>ao elemento de</p><p>referência por uma</p><p>linha auxiliar (li-</p><p>nha contínua es-</p><p>treita), que termi-</p><p>na num triângulo</p><p>cheio ou vazio ,</p><p>apoiado sobre o</p><p>elemento de refe-</p><p>rência (figura 7 ).</p><p>A base do triân-</p><p>gulo pode apoiar-se</p><p>diretamente no</p><p>contorno do ele-</p><p>mento de referência ou no seu pro-</p><p>longamento. Só não é permitido apoi-</p><p>ar a base do triângulo diretamente</p><p>sobre uma linha de cota.</p><p>Quando o elemento de referência</p><p>for um plano médio de uma parte co-</p><p>tada, ou um eixo, a base do triângulo</p><p>pode ser apoiada numa extensão da</p><p>linha de cota (figura 8 ).</p><p>Na figura 9 , à direita, onde o ele-</p><p>mento de referência é o plano mé-</p><p>dio do rasgo retangular, uma das se-</p><p>tas foi suprimida por falta de espa-</p><p>ço, o que é aceitável segundo a nor-</p><p>ma técnica.</p><p>Figura 5 - Indicação a elementos comuns. Figura 6 - Indicação a elementos comuns.</p><p>Figura 7 - Indicação da referência Figura 8 - Indicação no elemento de referência</p><p>Figura 9 - Indicação no plano médio ou eixo.</p><p>Figura 4 - Indicação no eixo ou plano médio.</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200354</p><p>MECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIAL</p><p>A base do triângulo pode ser</p><p>apoiada diretamente sobre o eixo</p><p>ou plano médio do elemento de re-</p><p>ferência, quando se tratar do eixo</p><p>ou plano médio de um elemento úni-</p><p>co ou do eixo ou plano médio co-</p><p>mum a dois elementos (figura 10 ).</p><p>Se for possível ligar diretamente</p><p>o quadro de tolerância ao elemento</p><p>de referência, por uma linha auxiliar,</p><p>pode-se dispensar a representação</p><p>das letras (figura 11 ).</p><p>Para indicar que a tolerância res-</p><p>tringe-se a uma parte limitada de um</p><p>comprimento ou superfície, deve-se</p><p>usar uma linha traço e ponto larga para</p><p>delimitar a região tolerada (figura 12 ).</p><p>Do mesmo modo, se apenas par-</p><p>te do elemento de referência for to-</p><p>mada como base para verificação da</p><p>característica tolerada, esta parte</p><p>deve ser delimitada no desenho pela</p><p>linha traço e ponto larga (figura 13 ).</p><p>Se houver restrições quanto à for-</p><p>ma em alguma parte definida do ele-</p><p>mento tolerado, a região correspon-</p><p>dente também deve ser delimitada</p><p>pela linha traço e ponto larga e uma</p><p>nota deve ser escrita próxima ao qua-</p><p>dro de tolerância especificando o tipo</p><p>de restrição aplicável (figura 14 ).</p><p>REPRESENTAÇÃO DAS</p><p>COTAS BÁSICAS</p><p>São chamadas de cotas bási-</p><p>cas as dimensões teoricamente</p><p>exatas que determinam a posição,</p><p>o perfil de uma linha ou de uma su-</p><p>perfície qualquer ou a inclinação de</p><p>um elemento.</p><p>Essas cotas não devem ser to-</p><p>leradas diretamente. No desenho,</p><p>elas são representadas emoldura-</p><p>das, como mostra a figura 15 .</p><p>No exemplo, as cotas de locali-</p><p>zação dos furos aparecem dentro de</p><p>um quadro, o que significa que se tra-</p><p>tam de cotas básicas. A tolerância</p><p>de posição aparece indicada em re-</p><p>lação ao centro de cada furo, toman-</p><p>do como referência as arestas hori-</p><p>zontal e vertical da peça. Este tipo</p><p>de indicação tem por objetivo evitar</p><p>o acúmulo de erros de localização</p><p>dos elementos na produção da peça.</p><p>As várias tolerâncias geométricas</p><p>são definidas com suas respectivas Figura 12 - Indicação de referência a uma parte delimitada.</p><p>Figura 11 - Indicação de referência sem letras.</p><p>zonas de tolerância. Essas zonas</p><p>correspondem ao que a norma NBR</p><p>6409:1997 chama de campo de to-</p><p>lerância , conceito extremamente im-</p><p>portante para o entendimento da apli-</p><p>cação e verificação das tolerâncias</p><p>geométricas. Este conceito será ex-</p><p>plicado, em linhas gerais, no próximo</p><p>tópico. Depois, será retomado quan-</p><p>do se tratar de cada um dos tipos de</p><p>tolerância geométrica, em detalhes.</p><p>CAMPO DE TOLERÂNCIA</p><p>A tolerância geométrica para um</p><p>elemento, define uma região dentro</p><p>da qual o elemento tolerado deve es-</p><p>tar contido. Portanto, campo de to-</p><p>lerância é o espaço onde devem</p><p>estar localizados os desvios de for-</p><p>ma, de posição e de orientação do</p><p>elemento tolerado, em relação à sua</p><p>forma geométrica ideal.</p><p>Figura 10 - Indicação no plano médio comum.</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>55MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>MECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIAL</p><p>Dependendo da caracte-</p><p>rística tolerada e da maneira</p><p>como a tolerância é indicada</p><p>no desenho técnico, o cam-</p><p>po de tolerância é caracteri-</p><p>zado por:</p><p>Área dentro de um círculo.</p><p>Na figura 16 , o ponto de</p><p>intersecção determinado pe-</p><p>las coordenadas “X” e “Y”</p><p>admite uma tolerância circu-</p><p>lar de diâmetro “t”. O detalhe</p><p>ampliado do campo de tole-</p><p>rância ao lado indica que,</p><p>para a peça ser aprovada, o</p><p>ponto efetivo deve estar em</p><p>qualquer posição dentro da</p><p>área circular de diâmetro “t”.</p><p>Área entre dois círculos.</p><p>Neste exemplo (figura</p><p>17), o campo de tolerância é</p><p>determinado pela área entre</p><p>dois círculos concêntricos dis-</p><p>tantes radialmente de “t”. A</p><p>peça para ser aprovada deve</p><p>apresentar efetivamente seu</p><p>contorno dentro desta área.</p><p>Área entre duas retas</p><p>paralelas.</p><p>Na figura 18 , o campo de</p><p>Figura 13 - Indicação de referência na parte delimitada.</p><p>Figura 15 - Indicações de cotas básicas.</p><p>Figura 14 - Indicação de referência com restrições de forma.</p><p>Figura 16 - Área dentro de um círculo.</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200356</p><p>MECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIAL</p><p>tolerância de retitude t é de-</p><p>limitado pelas duas linhas pa-</p><p>ralelas r e s . Isso significa</p><p>que a aresta tolerada, na</p><p>peça pronta, deverá apresen-</p><p>tar um perfil que não ultrapas-</p><p>se os limites determinados</p><p>pelas duas paralelas r e s.</p><p>Espaço dentro de um</p><p>cilindro.</p><p>No exemplo da figura 19 ,</p><p>o valor da tolerância precedi-</p><p>do pelo símbolo de diâmetro</p><p>indica tratar-se de um campo</p><p>de tolerância cilíndrico.</p><p>Figura 18 - Área entre duas retas paralelas. Figura 19 - Espaço dentro de um cilindro.</p><p>Figura 20 - Espaço entre dois cilindros coaxiais.</p><p>Espaço entre dois cilindros</p><p>coaxiais.</p><p>Neste caso (figura 20 ), o campo</p><p>de tolerância tem a forma cilíndrica</p><p>e corresponde à região delimitada por</p><p>dois cilindros coaxiais distantes ra-</p><p>dialmente de “t”. O contorno cilíndri-</p><p>co efetivo deve estar entre esses</p><p>dois cilindros coaxiais.</p><p>Espaço entre dois planos parale-</p><p>los</p><p>(figura 21).</p><p>Aqui o campo de tolerância t</p><p>compreende a região situada entre</p><p>Figura 17 - Área entre dois círculos concêntricos.</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>57MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>MECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIAL</p><p>Figura 21 - Espaço entre dois planos paralelos.</p><p>Figura 22 - Espaço dentro de um paralelepípedo.</p><p>os dois planos paralelos,</p><p>eqüidistantes da superfície ideal</p><p>projetada no desenho. Na peça aca-</p><p>bada, a planeza será considerada</p><p>satisfatória, se todos os pontos da</p><p>superfície tolerada estiverem con-</p><p>t idos nessa região</p><p>entre os dois planos.</p><p>Espaço dentro de um</p><p>paralelepípedo.</p><p>Quando um mesmo</p><p>elemento é tolerado em</p><p>duas direções distintas,</p><p>o campo de tolerância</p><p>resultante tem a forma</p><p>prismática. Na peça</p><p>pronta, os pontos do</p><p>elemento tolerado po-</p><p>dem situar-se em qualquer região den-</p><p>tro do paralelepípedo determinado por</p><p>t1 e t2 (figura 22 ).</p><p>A visualização dos campos de</p><p>tolerância para cada característica</p><p>tolerada, é impor tante porque</p><p>fornece as “pistas” para determinar</p><p>a forma de verificação das tolerân-</p><p>cias indicadas nos produtos aca-</p><p>bados.</p><p>O entendimento do significado de</p><p>cada tipo de tolerância se completa</p><p>à medida em que é dada a oportuni-</p><p>dade de visualizar a forma de verifi-</p><p>cação da característica tolerada. Por</p><p>essa razão, para cada tipo de tole-</p><p>rância geométrica apresentada será</p><p>mostrado pelo menos um método de</p><p>verificação.</p><p>A verificação das características</p><p>de tolerância geométrica pode ser fei-</p><p>ta com o uso de dispositivos relati-</p><p>vamente simples, desde que este-</p><p>jam de acordo com os princípios ge-</p><p>rais de medição e de verificação. l</p><p>- ERRATA: A norma</p><p>NBRISO 27G8-1: 2001 tem</p><p>a classe de tolerância “C”</p><p>para grosso e “V” para</p><p>muito grosso, diferente do</p><p>apresentado no último</p><p>artigo: “g” (grosso) e “mg”</p><p>(muito grosso).</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200358</p><p>SOFTWSOFTWSOFTWSOFTWSOFTWAREAREAREAREARE</p><p>AAAAA</p><p>pós conhecer os principais</p><p>comandos relacionados às</p><p>superfícies e aos sólidos,</p><p>este é o último artigo da</p><p>série de AutoCAD 3D. Precisamos</p><p>lembrar que não basta saber o que</p><p>foi aqui abordado, uma vez que a</p><p>prática é fundamental, pois com</p><p>ela saberemos manipular as figu-</p><p>ras tridimensionais, e os coman-</p><p>dos serão lembrados com facilida-</p><p>de. Nesta parte final, vamos utili-</p><p>zar o fillet e o chamfer 3D e apren-</p><p>deremos a criar vistas ortogonais</p><p>com base em desenhos</p><p>tridimensionais. Para encerrar, apli-</p><p>caremos os conceitos mais impor-</p><p>tantes sobre renderização, aplica-</p><p>ção de materiais fazendo o dese-</p><p>nho parecer bastante real (recurso</p><p>fotorrealístico) e comandos bási-</p><p>cos de iluminação.</p><p>FILLET E CHAMFER</p><p>Estes comandos têm função se-</p><p>melhante a duas dimensões. O fillet</p><p>é utilizado para arredondar quinas</p><p>Sérgio Eduardo Macedo Rezende</p><p>VVVVVistas oristas oristas oristas oristas ortogonaistogonaistogonaistogonaistogonais</p><p>e foto-re foto-re foto-re foto-re foto-realismoealismoealismoealismoealismo</p><p>Figura 1 – Modelo para fillet e chamfer.</p><p>AutoCAD 3D - 5a Parte</p><p>(para isso precisamos do raio de cur-</p><p>vatura), enquanto que o chamfer cor-</p><p>tará essas quinas chanfrando a peça</p><p>selecionada.</p><p>Vamos utilizar primeiro o fillet.</p><p>Assim, faça os desenhos da figura</p><p>1 e, para acionar o comando, vá ao</p><p>menu superior, clique em Modify e</p><p>selecione a opção fillet. Podemos</p><p>seguir os passos abaixo para obter-</p><p>mos a figura 2 .</p><p>Command: fillet</p><p>Current settings: Mode = TRIM,</p><p>Radius = 10.0000</p><p>Figura 2 – Resultado do fillet.</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>59MECATRÔNICA ATUAL Nº 5 - DEZEMBRO/2002</p><p>SOFTWSOFTWSOFTWSOFTWSOFTWAREAREAREAREAREAUTOMAÇÃO</p><p>59MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>SOFTWSOFTWSOFTWSOFTWSOFTWAREAREAREAREARE</p><p>59MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>SOFTWSOFTWSOFTWSOFTWSOFTWAREAREAREAREARE</p><p>Select first object or [Polyline/</p><p>Radius/Trim]: (Clique na quina do blo-</p><p>co ou do cilindro)</p><p>Enter fillet radius : 2</p><p>Select an edge or [Chain/Radius]:</p><p>(Dê Enter)</p><p>1 edge(s) selected for fillet.</p><p>Se nestas figuras utilizarmos um</p><p>raio de, por exemplo 10, não será</p><p>possível aplicar o comando, uma vez</p><p>que o raio terá dimensão superior ao</p><p>das figuras.</p><p>O acionamento do comando</p><p>chamfer pode ser feito pelo menu su-</p><p>perior, ou como mostrado abaixo, para</p><p>obtermos o resultado da figura 3 :</p><p>Command: chamfer</p><p>(TRIM mode) Current chamfer</p><p>Dist1 = 10.0000, Dist2 = 10.0000</p><p>Select first line or [Polyline/</p><p>Distance/Angle/Trim/Method]: (Clique</p><p>na quina desejada)</p><p>Base surface selection...</p><p>Enter surface selection option</p><p>[Next/OK (current)] : (Dê Enter)</p><p>Specify base surface chamfer</p><p>distance : 4</p><p>Specify other surface chamfer</p><p>distance : 8</p><p>Select an edge or [Loop]: (Clique</p><p>novamente na quina)</p><p>Select an edge or [Loop]: (Dê</p><p>Enter)</p><p>PAPERSPACE E PROJEÇÕES</p><p>ORTOGONAIS</p><p>Ao fazermos um desenho em</p><p>três dimensões, poderá ser neces-</p><p>sário criar suas projeções</p><p>ortogonais em duas dimensões para</p><p>que elas sejam cotadas e impres-</p><p>sas. Normalmente, trabalhamos no</p><p>ambiente Modelspace em que cons-</p><p>truímos os desenhos habituais.</p><p>Para criar uma folha de desenho,</p><p>precisamos converter o ambiente</p><p>para a opção Paperspace. Primei-</p><p>ramente, construa o desenho da</p><p>figura 4 para usarmos como mo-</p><p>delo, e em seguida vamos digitar o</p><p>comando solview chegando na tela</p><p>da figura 5 .</p><p>Command: solview</p><p>Regenerating layout.</p><p>Enter an option [Ucs/Ortho/</p><p>Auxiliary/Section]: u (Utilizaremos o</p><p>ucs como base)</p><p>Enter an option [Named/World/?/</p><p>Current] : (Dê enter)</p><p>Enter view scale : 10 (Para o</p><p>desenho ficar maior)</p><p>Specify view center: (Clique no</p><p>meio da tela)</p><p>Podemos perceber que a figura</p><p>que apareceu na tela é a vista pa-</p><p>Figura 5 – Paperspace.</p><p>Figura 4 – Sólido para exemplo.</p><p>Figura 6 – Enquadrando o desenho.</p><p>Figura 3 – Resultado do chamfer.</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200360</p><p>SOFTWSOFTWSOFTWSOFTWSOFTWAREAREAREAREARE</p><p>ralela ao UCS, correspondendo à</p><p>vista superior do desenho (figura</p><p>6).</p><p>Specify view center : (Dê Enter)</p><p>Specify first corner of viewport:</p><p>(Clique em um ponto inicial para en-</p><p>quadrar o desenho com uma borda,</p><p>figura 6)</p><p>Specify opposite corner of</p><p>viewport: (Clique em um ponto dis-</p><p>tante do inicial para encerrar o</p><p>enquadramento)</p><p>Enter view name: Superior (Nome</p><p>da vista, para diferenciar de outras</p><p>que podem ser criadas)</p><p>UCSVIEW = 1 UCS will be saved</p><p>with view</p><p>Enter an option</p><p>[ U c s / O r t h o /</p><p>Auxiliary/Section]:</p><p>(Dê Enter)</p><p>Perceba que o</p><p>AutoCAD criou au-</p><p>tomaticamente vá-</p><p>rios layers (figura</p><p>7). Em cada um</p><p>deles iremos apli-</p><p>car um recurso di-</p><p>ferente. Ainda</p><p>estamos na opção</p><p>Modelspace que</p><p>permite que po-</p><p>sicionemos o de-</p><p>senho com outras vistas como a fron-</p><p>tal e isométrica, bastando para isso</p><p>aplicar o vpoint conforme desejado.</p><p>Agora vamos diferenciar as linhas</p><p>ocultas das visíveis, siga estes co-</p><p>mandos:</p><p>Command: soldraw</p><p>Select viewports to draw..</p><p>Select objects: (Clique na borda</p><p>em torno da peça, figura 8 , ela fica-</p><p>rá pontilhada)</p><p>One solid selected.</p><p>Select objects: (Dê Enter)</p><p>Command: pspace (Para traba-</p><p>lharmos com as vistas como em um</p><p>papel)</p><p>Aparentemente, não houve mu-</p><p>danças, no entanto, o AutoCAD co-</p><p>locou as linhas ocultas no layer “Su-</p><p>perior-HID” e as linhas visíveis no</p><p>layer “Superior-VIS”. No layer “Supe-</p><p>rior-Dim” podem ser colocadas as</p><p>cotas do desenho.</p><p>Para observarmos os efeitos dos</p><p>comandos vamos mudar algumas</p><p>características destes layers afetan-</p><p>Figura 9 – Mudando as propriedades dos layers.</p><p>Figura 8 – Selecionando a borda.</p><p>Figura 7 – Layers criados automaticamente.</p><p>Figura 11 – Aplicando solview para uma</p><p>vista isométrica.</p><p>Figura 10 – Resultado final.</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>61MECATRÔNICA ATUAL Nº 5 - DEZEMBRO/2002</p><p>SOFTWSOFTWSOFTWSOFTWSOFTWAREAREAREAREAREAUTOMAÇÃO</p><p>61MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>SOFTWSOFTWSOFTWSOFTWSOFTWAREAREAREAREARE</p><p>61MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>SOFTWSOFTWSOFTWSOFTWSOFTWAREAREAREAREARE</p><p>do as linhas do desenho. Para isso</p><p>acione o comando layer clicando no</p><p>ícone correspondente ou digitando</p><p>layer. Na caixa de diálogo mude a cor</p><p>da linha do layer “Superior-VIS” e do</p><p>layer “Superior-HID” como ilustrado</p><p>na figura 9 e veja os resultados na</p><p>figura 10 .</p><p>Podemos fazer com que as linhas</p><p>invisíveis fiquem tracejadas. Basta</p><p>na opção linetype da caixa de diálo-</p><p>go do layer escolher o tipo de linha</p><p>desejado. Lembre-se que pode ser</p><p>necessário mudar a escala com o</p><p>comando ltscale. Se tivéssemos</p><p>mudado o vpoint anteriormente para</p><p>uma vista isométrica, chegaríamos</p><p>à figura 11 .</p><p>RENDERIZANDO E</p><p>APLICANDO RECURSOS</p><p>FOTO-REALÍSTICOS</p><p>Finalmente, vamos colocar em</p><p>prática um dos recursos mais mos-</p><p>trados do AutoCAD conferindo apa-</p><p>rência melhor aos nossos dese-</p><p>nhos. Daremos enfoque aos co-</p><p>mandos foto-realísticos que permi-</p><p>tem transformar um simples sóli-</p><p>do em um objeto com o aspecto</p><p>de algum material. Pode ser ma-</p><p>deira, metal, plástico e até vidro,</p><p>selecionaremos diversos tipos que</p><p>farão a diferença em um projeto,</p><p>veja a figura 12 . Para complemen-</p><p>tar, utilizaremos um pouco do re-</p><p>curso de iluminação para dar des-</p><p>taque a algumas partes de nossos</p><p>desenhos.</p><p>Faça um desenho simples como</p><p>a mola exibida na figura 13 para</p><p>usá-la como exemplo. Quando de-</p><p>sejamos ver nosso desenho 3D</p><p>com um aspecto mais próximo do</p><p>real, utilizamos o comando render.</p><p>Para acioná-lo, clique no ícone ren-</p><p>der da toolbar render como mostra-</p><p>do na figura 14. Vamos precisar</p><p>bastante desta toolbar para outros</p><p>recursos. Assim, vá até o menu</p><p>superior em View,</p><p>Toolbars..., e des-</p><p>taque a toolbar</p><p>render. Após acio-</p><p>narmos o render</p><p>clicando no ícone</p><p>correspondente</p><p>na toolbar ou</p><p>digitando no menu</p><p>de comandos apa-</p><p>recerá a caixa de</p><p>diálogo da figura</p><p>15. Bastará, en-</p><p>tão, clicar em ren-</p><p>der para vermos</p><p>os resultados. O</p><p>aspecto inicial do</p><p>desenho poderá</p><p>não f icar muito</p><p>bom, mas vamos</p><p>fazer isso melho-</p><p>rar bastante. Caso</p><p>a cor não seja boa</p><p>para se trabalhar,</p><p>é só digitarmos o comando</p><p>ddchprop, clicar no desenho e mu-</p><p>dar sua cor na propriedade color.</p><p>Para finalizar, vamos aplicar um</p><p>material no nosso desenho fazendo</p><p>uso do recurso foto-realístico. Para</p><p>isso, clicamos no ícone Materials</p><p>(Figura 16 ) da toolbar render e ve-</p><p>remos a caixa de diálogo da figura</p><p>17. Agora, precisamos carregar da</p><p>biblioteca os materiais que deseja-</p><p>Figura 12 – Exemplo de renderização</p><p>foto-realística.</p><p>Figura 13 – Desenho para treino.</p><p>Figura 14 – Toolbar render.</p><p>Figura 15 – Caixa de diálogo para renderização.</p><p>Figura 16 – Ícone materials.</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200362</p><p>SOFTWSOFTWSOFTWSOFTWSOFTWAREAREAREAREARE</p><p>mos clicando no botão Materials</p><p>Library, conforme a figura 18 . Po-</p><p>demos verificar que há diversos</p><p>materiais disponíveis, dos quais va-</p><p>mos selecionar alguns que impres-</p><p>sionam bastante. Muitas vezes, ao</p><p>instalar o AutoCAD, este recurso de</p><p>materiais não foi selecionado. Clique</p><p>em algum material e no botão</p><p>Preview. Se a esfera ou cubo exem-</p><p>plo ficar sempre verde significa que</p><p>este pacote de materiais não foi ins-</p><p>talado. Se não houver problemas,</p><p>destaque, por exemplo, o material</p><p>Chrome Lake e clique em Import</p><p>para carregá-lo. Faça o mesmo com</p><p>os materiais Chrome Sky, Chrome</p><p>Gifmap e Cyan Metalic. Em segui-</p><p>da, clique em OK, para desenhos</p><p>envolvendo mecanismos e peças</p><p>metálicas eles serão bastante ade-</p><p>quados.</p><p>Para que a peça fique mais des-</p><p>tacada com os materiais a “dica” é</p><p>clarear este material. Na caixa de</p><p>diálogo Materials cl ique em</p><p>Chrome Lake e no botão Modify,</p><p>aparecerá a caixa de diálogo</p><p>Modify Standard Material. Nela, vá</p><p>em Colors e ajuste as barras de</p><p>rolagem em 0.5 como ilustrado na</p><p>figura 19 .</p><p>O próximo passo é associar os</p><p>materiais com os desenhos dese-</p><p>jados. Podemos fazer isso de duas</p><p>formas: clicando em cada compo-</p><p>nente do desenho</p><p>ou associando o</p><p>material a um</p><p>layer inteiro, isto é, todas as par-</p><p>tes que estiverem no mesmo layer</p><p>serão do mesmo material. Como</p><p>nosso desenho é simples vamos</p><p>aplicar a primeira opção. Clique no</p><p>material Chrome Lake e em segui-</p><p>da no botão Attach e selecione a</p><p>mola para que ela seja deste ma-</p><p>terial.</p><p>Para ver os resultados, digite ren-</p><p>der no menu de comandos ou pelo</p><p>ícone correspondente e na caixa de</p><p>diálogo render (figura 15 ) em</p><p>Rendering Type selecione a opção</p><p>Photoreal. Este procedimento é mui-</p><p>to importante, caso contrário o ma-</p><p>terial não será aplicado. Agora, clique</p><p>em Render e observe os resultados</p><p>na figura 20 .</p><p>ILUMINAÇÃO</p><p>Complementando os recursos</p><p>foto-realísticos, podemos criar em</p><p>nosso desenho um ambiente com</p><p>luzes de diversos tipos. Vamos, aqui,</p><p>dar uma introdução sobre este recur-</p><p>so com um exemplo prático. Siga</p><p>estes passos para construir um am-</p><p>biente simples nas posições</p><p>indicadas:</p><p>Figura 17 – Caixa de diálogo Materials.</p><p>Figura 18 – Caixa de diálogo Materials Library.</p><p>Figura 19 – Clareando o material.</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>63MECATRÔNICA ATUAL Nº 5 - DEZEMBRO/2002</p><p>SOFTWSOFTWSOFTWSOFTWSOFTWAREAREAREAREAREAUTOMAÇÃO</p><p>63MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>SOFTWSOFTWSOFTWSOFTWSOFTWAREAREAREAREARE</p><p>63MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>SOFTWSOFTWSOFTWSOFTWSOFTWAREAREAREAREARE</p><p>Command: vpoint</p><p>Current view direction:</p><p>VIEWDIR=0.000 0,0.0000,1.0000</p><p>Specify a view point or [Rotate]</p><p>: -1,-</p><p>1,1</p><p>Regenerating model.</p><p>Command: box</p><p>Specify corner of box or [CEnter]</p><p>: 0,0,0</p><p>Specify corner or [Cube/Length]:</p><p>l</p><p>Specify length: 200</p><p>Specify width: 200</p><p>Specify height: 5</p><p>Command: cylinder</p><p>Current wire frame density:</p><p>ISOLINES=4</p><p>Specify center point for base of</p><p>cylinder or [Elliptical] :</p><p>100,100,5</p><p>Specify radius for base of cylinder</p><p>or [Diameter]: d</p><p>Figura 23 – Caixa de diálogo New Point Light.</p><p>Figura 22 – Caixa de diálogo Lights.</p><p>Figura 21 – Ícone Light.</p><p>Specify diameter for base of</p><p>cylinder: 20</p><p>Specify height of cylinder or</p><p>[Center of other end]: 40</p><p>Agora, configuraremos a ilumina-</p><p>ção acionando o comando de luz</p><p>digitando light no menu de coman-</p><p>dos ou pelo ícone correspondente</p><p>(figura 21 ) na toolbar render. Na cai-</p><p>xa de diálogo Lights (figura 22 ) es-</p><p>colha a opção Point Light e clique</p><p>no botão New. Dessa forma cria-</p><p>remos um novo ponto de luz na</p><p>caixa de diálogo New Point Light</p><p>(figura 23 ). Digite um nome no es-</p><p>paço Light Name e clique no bo-</p><p>tão Modify para digitarmos a po-</p><p>sição da luz, em seguida, digite</p><p>0,200,100 no menu de comandos,</p><p>Figura 20 – Resultado final.</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200364</p><p>SOFTWSOFTWSOFTWSOFTWSOFTWAREAREAREAREARE</p><p>Figura 27 – Resultado do Spotlight.</p><p>Figura 26 – Fallof e Hotspot.Figura 25 – Aplicação de luz Spotlight.</p><p>Figura 24 – Aplicação de luz pontual.</p><p>para posicionar a luz distante do ci-</p><p>lindro, a intensidade luminosa pode</p><p>ser em torno de 300. Clique em OK</p><p>nas duas caixas de diálogo. Digite</p><p>render e não se esqueça de colocar</p><p>na opção Photo Real conforme ex-</p><p>plicado antes (figura 15 ) e clique no</p><p>botão render para ver os resultados</p><p>da figura 24 .</p><p>Para encerrar, criaremos uma</p><p>spotlight. Na caixa de diálogo Lights</p><p>selecione a opção Spotlight , clique</p><p>em New e vamos digitar o nome da</p><p>nova luz (Figura 25 ). Em seguida</p><p>temos a opção Hotspot para digitar</p><p>o ângulo de abertura mais brilhante,</p><p>digite 30. Fallof é a abertura maior,</p><p>do ângulo de Hotspot até o de Fallof</p><p>a intensidade cai até zero, digite 60.</p><p>Dessa forma entre 30 graus e 60</p><p>graus haverá uma região de penum-</p><p>bra, acima de 60 graus não haverá</p><p>spotl ight, observe a f igura 26 .</p><p>Digite 80 na intensidade. Clique em</p><p>Modify para digitarmos as coorde-</p><p>nadas do sentido da spotlight. Para</p><p>este exemplo digite 100,100,10</p><p>para o alvo e 50,100,100 para a</p><p>origem. Aplique render não esque-</p><p>cendo de colocar na opção Photo</p><p>Real para chegar nos resultados da</p><p>figura 27 .</p><p>Bem, vimos as principais carac-</p><p>terísticas das luzes mais importan-</p><p>tes, há diversos recursos comple-</p><p>mentares que podem ser assimila-</p><p>dos à medida em que haja neces-</p><p>sidade. Com certeza, para fazer um</p><p>bom desenho representativo, os</p><p>recursos ensinados são mais que</p><p>suficientes.</p><p>Chegamos ao final da série de</p><p>artigos sobre o AutoCAD 3D. Foram</p><p>ensinados os principais conceitos e,</p><p>para ganhar prática, é preciso dese-</p><p>nhar peças cada vez mais comple-</p><p>xas. Isso demanda tempo, mas os</p><p>resultados serão visíveis. Quando se</p><p>utiliza um recurso pela primeira vez,</p><p>poderá demorar para chegar nos re-</p><p>sultados, mas depois ficará mais fá-</p><p>cil. Então, façam</p><p>bom uso do</p><p>AutoCAD, e até mais! l</p><p>capa_09.pdf</p><p>ma09_02.pdf</p><p>ma09_03.pdf</p><p>ma09_07.pdf</p><p>ma09_09.pdf</p><p>ma09_10.pdf</p><p>ma09_13.pdf</p><p>ma09_15.pdf</p><p>ma09_20.pdf</p><p>ma09_26.pdf</p><p>ma09_30.pdf</p><p>ma09_33.pdf</p><p>ma09_37.pdf</p><p>ma09_39.pdf</p><p>ma09_44.pdf</p><p>ma09_46.pdf</p><p>ma09_52.pdf</p><p>ma09_58.pdf</p><p>a maior taxa de cresci-</p><p>mento com 40%, seguida pela parte de softwares com</p><p>30%, inversores de freqüência com 22% e centros de</p><p>controle de motores com 29%.</p><p>Vale lembrar que as empresas de automação no</p><p>Brasil tiveram fôlego maior a partir de agosto de 2002</p><p>com a desvalorização mais acentuada do real. Os fa-</p><p>bricantes que importam produtos repassaram parte dos</p><p>custos, enquanto que as empresas com produção lo-</p><p>cal tiveram seus preços mais competitivos e abriram</p><p>novas portas para a exportação.</p><p>Seguindo essa tendência, a Rockwell Automation</p><p>enviou 20% da sua produção para a matriz norte-ame-</p><p>ricana. A exportação já responde por 10% da receita</p><p>da subsidiária brasileira. “As exportações que tinham</p><p>por principal destino a matriz nos EUA, começaram a</p><p>abrir novas portas”, disse Danilo Talanskas, presiden-</p><p>te da subsidiária brasileira.</p><p>A empresa também centrou foco na área acadê-</p><p>mica para aumentar o intercâmbio de informações</p><p>com professores e com os futuros funcionários de</p><p>chão-de-fábrica das companhias. Em 2002, ela pa-</p><p>trocinou a modernização das instalações do CPCT</p><p>– Centro de Pesquisa e Capacitação Tecnológica em</p><p>Automação Industrial – da USP; ajudou a criar o</p><p>Laboratório de Automação Industrial da Faculdade</p><p>de Engenharia da Fundação Álvares Penteado; e</p><p>assinou acordo com a Universidade de Brasília para</p><p>acelerar o processo de aprendizagem do quadro de</p><p>professores e alunos em geral.</p><p>Em 2003, a Rockwell pretende aumentar seus la-</p><p>ços com a área acadêmica. Uma das ações prevê a</p><p>concessão de bolsas de iniciação científica para alu-</p><p>nos que desejam continuar na área acadêmica. Outro</p><p>foco de parcerias da empresa acontece com firmas</p><p>que, até então, podiam ser consideradas como con-</p><p>correntes. Foi o caso do licenciamento que a</p><p>multinacional americana fechou com a Smar. Desde o</p><p>ano passado, a Rockwell passou a desenvolver produ-</p><p>tos com a tecnologia “Foundation Fieldbus”. Segundo</p><p>alguns diretores da Rockwell, o único objetivo é obter</p><p>melhores resultados na área de processo.</p><p>Talanskas: Exportações abriram novas portas.</p><p>uais são os tipos de robôs utilizados no parque industri-</p><p>al? Quais as tendências e as aplicações especiais? As res-</p><p>postas dessas perguntas estão sendo respondidas no livro</p><p>“Robótica Industrial – Aplicação na Indústria de Manufatura</p><p>e Processos”. Editado pela Edgard Blücher, o livro teve a</p><p>coordenação de Vitor Ferreira Romano, professor da Univer-</p><p>sidade Federal do Rio de Janeiro e apresenta essa fascinan-</p><p>te máquina de produção industrial.</p><p>Em 256 páginas, o trabalho foi dividido em três partes</p><p>para uma melhor organização dos assuntos. Em “Funda-</p><p>mentos Elementares”, o leitor tem uma noção do que es-</p><p>tuda a ciência robótica; em “Robótica Aplicada”, o foco é</p><p>apresentar casos típicos de manufatura; e em “Comple-</p><p>mentos”, o leitor fica conhecendo as potencialidades do</p><p>uso dessas máquinas e seu impacto econômico social.</p><p>O mundo da ciência robótica</p><p>Q</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>7MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>PROBLEMAS E...PROBLEMAS E...PROBLEMAS E...PROBLEMAS E...PROBLEMAS E...PROBLEMAS E...PROBLEMAS E...PROBLEMAS E...PROBLEMAS E...PROBLEMAS E...</p><p>Defeitos em contatores...o que fazer?</p><p>Alaor Mousa Saccomano</p><p>Por mais que os dispositivos de acionamento continu-</p><p>em evoluindo sempre, em muitos casos, equipamen-</p><p>tos consagrados por sua robustez e desempenho nunca</p><p>“caem de moda”. É o velho clichê: “em time que está</p><p>ganhando....”, assim, para manobrar cargas em vários</p><p>ciclos, o contator (figura 1 ) ainda é o melhor produto.</p><p>Então, veremos algumas dicas que poderão salvar</p><p>a situação e melhorar muito o desempenho dos equi-</p><p>pamentos, que são excelentes para manobrar motores</p><p>e cargas altamente indutivas, e até puramente resistivas.</p><p>Basicamente, um contator é uma chave magnéti-</p><p>ca composta de:</p><p>- conjunto bobina</p><p>- conjunto de contatos</p><p>- carcaça de suporte.</p><p>Assim, poderemos agrupar os principais defeitos</p><p>de modo a abranger as principais partes do contator.</p><p>DEFEITOS NA BOBINA</p><p>A bobina é o coração do contator. É graças a ela</p><p>que o mesmo realiza o movimento automático de atra-</p><p>car os contatos. Os principais problemas apresenta-</p><p>dos com relação à bobina são os seguintes:</p><p>Queima por subtensão:</p><p>Quando uma bobina é submetida a valores de ten-</p><p>são inferiores aos estipulados pelos fabricantes, isto</p><p>é, subtensão, ocorrem a dilatação do conjunto bobinado</p><p>e também deformações no suporte da bobina (figura</p><p>2) de forma que o núcleo fica preso no mesmo. Ten-</p><p>sões inferiores às definidas na classe de operação</p><p>(Classe 1: 80% da tensão nominal da mesma para</p><p>tensão mínima) levam a este tipo de dano. Normal-</p><p>mente, estes eventos acontecem por distúrbios na</p><p>rede de alimentação e quedas de tensão devidas a</p><p>erros de dimensionamento, sobrecargas na rede, li-</p><p>nhas muito distantes da alimentação, cabos</p><p>subdimensionados e maus contatos nas conexões.</p><p>Uma investigação minuciosa em equipamentos que</p><p>são geralmente abordados por estes defeitos, obser-</p><p>vando os problemas causadores já citados, são sufi-</p><p>cientes para resolver esta situação. Além de compro-</p><p>meter e danificar permanentemente o conjunto</p><p>No ambiente fabril, os agentes agressores estão</p><p>sempre presentes: atmosferas alcalinas, umidade, vi-</p><p>bração, variações de tensão de alimentação, poeiras,</p><p>óleos e soluções, entre tantos outros que tendem a</p><p>diminuir a vida útil dos componentes, principalmente</p><p>daqueles que possuem movimento, como no caso do</p><p>contator. E aliando-se a isso, uma manutenção pre-</p><p>ventiva/preditiva pobre e desconhecimentos sobre as-</p><p>pectos de cargas e manobras (categorias de empre-</p><p>go e classe de operação de tensão – princípios bási-</p><p>cos da norma IEC947-4-1) fazem com que um com-</p><p>ponente que poderia resistir por quase 1 milhão de</p><p>manobras (dentro dos limites normalizados), não dure</p><p>mais do que seis meses.</p><p>Figura 1 - Contator em corte.</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/20038</p><p>...SOLUÇÕES...SOLUÇÕES...SOLUÇÕES...SOLUÇÕES...SOLUÇÕES</p><p>Figura 3 – Queima por sobrepressão ou surto.</p><p>bobinado, a subtensão pode não propiciar o total fe-</p><p>chamento dos contatos de força, levando-os a se</p><p>danificarem.</p><p>Queima por sobretensão:</p><p>Quando a bobina é sujeita a tensões superiores</p><p>ao valor máximo especificado (110% do valor nomi-</p><p>nal quando em Classe 1), surge este tipo de defeito.</p><p>Normalmente, surtos e rajadas de tensão (picos de</p><p>alta tensão) são os responsáveis pelo ocorrido. É</p><p>facilmente notado o escurecimento da isolação (fi-</p><p>gura 3 ) e deformações no corpo de bobina (fica uma</p><p>fina faixa escura na isolação). Os surtos de tensão</p><p>são grandes descargas únicas nas bobinas. As raja-</p><p>das são caracterizadas por valores pouco menores</p><p>que os surtos, mas mais repetitivos.</p><p>Os principais motivos para este tipo de defeito</p><p>ser freqüente são o mau dimensionamento do sis-</p><p>Figura 2 – Queima por subpressão.</p><p>tema de alimentação da bobina, a falta de um trans-</p><p>formador de comando para também isolar o coman-</p><p>do do sistema dos outros compartimentos do cir-</p><p>cuito e quando um mesmo contator aciona várias</p><p>cargas indutivas ao mesmo tempo. Em contatores</p><p>de comando, deve-se ter sempre em mente o res-</p><p>peito aos valores da categoria de emprego do mes-</p><p>mo (na maior parte dos casos AC-15).</p><p>Ruído ou zumbido:</p><p>É caracterizado por problemas nos contatores quan-</p><p>do têm entre seus núcleos resíduos ou partículas só-</p><p>lidas, ou até o anel de curto-circuito com pequenos</p><p>rompimentos, quebrando o circuito magnético que é</p><p>responsável por manter o contator atracado quando</p><p>da passagem por zero volts no ciclo da alimentação</p><p>senoidal em AC. Em qualquer caso, nunca lixe o nú-</p><p>cleo de um contator, pois removerá as camadas pro-</p><p>tetoras anti-oxidantes, danificando-o por completo.</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>9MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>ESPECIALESPECIALESPECIALESPECIALESPECIALREPORREPORREPORREPORREPORTTTTTAAAAAGEMGEMGEMGEMGEM</p><p>E</p><p>ContrContrContrContrControle Inteligente:ole Inteligente:ole Inteligente:ole Inteligente:ole Inteligente:</p><p>Será o Fim dos CarSerá o Fim dos CarSerá o Fim dos CarSerá o Fim dos CarSerá o Fim dos Cartõestõestõestõestões</p><p>de Entrada e Saída?de Entrada e Saída?de Entrada e Saída?de Entrada e Saída?de Entrada</p><p>e Saída?</p><p>Sérgio Vieira</p><p>m boa parte das centenas</p><p>de fábricas e indústrias bra-</p><p>sileiras, a arquitetura de um</p><p>processo de automação se-</p><p>gue uma configuração básica: na</p><p>base do sistema estão os dispositi-</p><p>vos e sensores; em um nível acima</p><p>estão o controlador lógico progra-</p><p>mável (CLP) e as IHMs (Interfaces</p><p>Homem-Máquina); mais acima está</p><p>o sistema supervisório e os siste-</p><p>mas de gestão. Durante um bom tem-</p><p>po, esse tem sido o esquema utili-</p><p>zado quando se pretende automa-</p><p>tizar um processo industrial. Entre-</p><p>tanto, novas filosofias de controle</p><p>têm aparecido no ambiente industri-</p><p>al que mudam um pouco o aspecto</p><p>dessa pirâmide.</p><p>Uma dessas filosofias é a distri-</p><p>buição do controle inteligente que dá</p><p>mais autonomia aos dispositivos de</p><p>campo e muda a configuração do</p><p>esquema descrito acima. Essas pla-</p><p>taformas são baseadas em PC e</p><p>utilizam softwares modulares para</p><p>gerenciamento de ativos integrados.</p><p>Esse novo conceito apareceu de</p><p>forma mais abrangente há dez anos,</p><p>quando percebeu-se que o controle</p><p>de uma planta industrial poderia ser</p><p>feito por um PC, em vez de se utili-</p><p>zar um controlador específico.</p><p>"Ao invés de ter um CLP e um</p><p>SDCD, você tem a distribuição do</p><p>controle inteligente", diz Augusto</p><p>Pereira, engenheiro da Emerson</p><p>Process Management, uma das</p><p>empresas que caminha nessa filo-</p><p>sofia de controle e que já implantou</p><p>vários sistemas no país. Vale lem-</p><p>brar que esse conceito caminha ape-</p><p>nas em plantas de processo indus-</p><p>trial (indústrias de açúcar e álcool,</p><p>petroquímica, papel e celulose, quí-</p><p>mica, petróleo, etc). A filosofia não</p><p>é empregada em indústrias de ma-</p><p>nufatura (automobilística, eletrodo-</p><p>mésticos, etc).</p><p>Apesar da distribuição do contro-</p><p>le inteligente ser apoiada em PC, pelo</p><p>que foi constatado pela Revista</p><p>Mecatrônica Atual, o controlador ló-</p><p>gico não deixa de existir. "Temos</p><p>quatro salas de controle e 26</p><p>controladores", diz Diego Zucal, lí-</p><p>der de automação da Planta Nordes-</p><p>te da Monsanto. De acordo com</p><p>Zucal, a empresa distribuiu o contro-</p><p>le com a idéia de levar a inteligência</p><p>para o campo, porém, algoritmos</p><p>mais avançados de controle continu-</p><p>am a ser desempenhados pelos</p><p>controladores. "Para quem quer fa-</p><p>zer alterações futuras fica complica-</p><p>do deixar de lado os cartões de en-</p><p>trada e saída e o módulo inteligen-</p><p>te". A Planta Nordeste da Monsanto</p><p>(Camaçari/BA) , que foi inaugurada</p><p>em 2001, tem 8 mil pontos de con-</p><p>trole.</p><p>Para Paulo Rocha, gerente de</p><p>produto, a descida para o campo</p><p>da inteligência de controle sempre</p><p>aconteceu e nunca vai parar, ou</p><p>seja, encontra-se sempre em evo-</p><p>lução. "Os módulos de entrada e</p><p>saída (I/Os) nunca morrerão porque</p><p>os controles são múltiplos", prevê.</p><p>Para ele, a inteligência totalmente</p><p>distribuída demandaria uma efici-</p><p>ência muito grande dos instrumen-</p><p>tos de campo, coisa que não acon-</p><p>tece ainda hoje. "A coordenação</p><p>dos trabalhos fica muito difícil",</p><p>disse Rocha, lembrando que siste-</p><p>mas baseados em PC e, por con-</p><p>seqüência em Windows, podem</p><p>apresentar sérios problemas.</p><p>Terceirização - Considerado</p><p>como o coração de um processo</p><p>automatizado, o controlador lógico</p><p>programável, cada vez mais, vem</p><p>se tornando uma commoditie entre</p><p>os fabricantes desses equipamen-</p><p>tos. Hoje, 75% de um CLP é base-</p><p>ado em metodologias de controle,</p><p>ou seja, software - parte que não</p><p>pode ser terceirizada. Nesse avan-</p><p>ço, o Brasil perdeu a oportunidade</p><p>de fabricar o hardware para países</p><p>como a China e a Índia. l</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200310</p><p>REPORREPORREPORREPORREPORTTTTTAAAAAGEMGEMGEMGEMGEM</p><p>C</p><p>caminha para o</p><p>Mercado de robôs</p><p>“gargalo”</p><p>onsiderado como ferra-</p><p>menta-símbolo quando se</p><p>fala em automação indus-</p><p>trial, o robô vive um dra-</p><p>ma para a disseminação de seu uso</p><p>e operação no Brasil. Há um enor-</p><p>me interesse no seu emprego em</p><p>processos industriais, entretanto, a</p><p>falta de treinamento de usuários e</p><p>conhecimentos de programação im-</p><p>pede seu desenvolvimento no par-</p><p>que industrial brasileiro.</p><p>O “gargalo” vivido por essas má-</p><p>quinas acontece, principalmente,</p><p>nas empresas de pequeno e médio</p><p>porte. Nessa faixa industrial de em-</p><p>presas, o robô fica limitado a exe-</p><p>cutar tarefas repetitivas, limitando-</p><p>se à produção de um único produto.</p><p>“Seria muito importante que os usuá-</p><p>rios usufruíssem ao máximo a ca-</p><p>pacidade dessas máquinas para a</p><p>produção de diferentes produtos”,</p><p>avalia Vitor Ferreira Romano, profes-</p><p>sor do Departamento de Engenharia</p><p>Mecânica, da Universidade Federal do</p><p>Rio de Janeiro.</p><p>Dados da Rede de Automação da</p><p>Manufatura (Manet) estimam que 60%</p><p>dos robôs instalados no Brasil estão</p><p>executando serviços de solda e, mes-</p><p>mo assim, sem muita criatividade na</p><p>exploração dos parâmetros da</p><p>soldagem. Geralmente, essas máqui-</p><p>nas caminham na aplicação sol-</p><p>dagem/pintura, característica básica</p><p>das multinacionais de veículos, as</p><p>quais, respondem por 80% da base</p><p>de robôs instalados.</p><p>“Poucos robôs são aplicados na</p><p>montagem, inserção de chips e ou-</p><p>tras tarefas menos convencionais e</p><p>que alavancariam a pequena e média</p><p>empresa de base tecnológica”, co-</p><p>menta José Reinaldo Silva, profes-</p><p>sor do Departamento de Mecatrônica</p><p>da Escola Politécnica da Universi-</p><p>dade de São Paulo. Juntamente com</p><p>o professor Vitor Romano e outros</p><p>quinze pesquisadores de várias Uni-</p><p>versidades do país, ele coordena a</p><p>Rede Manet.</p><p>Para resolver o problema de</p><p>reprogramação de robôs, a ter-</p><p>ceirização tem sido apontada pelos</p><p>pesquisadores como a alternativa</p><p>mais econômica que as empresas</p><p>estão encontrando para reprogramar</p><p>robôs. Os raros profissionais exis-</p><p>tentes no mercado ficam encarrega-</p><p>dos de elaborar todo o planejamen-</p><p>to e treinamento necessários para a</p><p>aplicação pedida pelo cliente.</p><p>Se o robô pode desenvolver ou-</p><p>tras funções dentro de uma empre-</p><p>sa, qual seria o motivo então para a</p><p>vulgarização do uso dessa máquina</p><p>e o desinteresse em reprogramá-lo?</p><p>Sérgio Vieira</p><p>O Brasil possui hoje 7 mil robôs instalados.</p><p>Há dez anos não passavam de 500.</p><p>REPORREPORREPORREPORREPORTTTTTAAAAAGEMGEMGEMGEMGEM</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>11MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>REPORREPORREPORREPORREPORTTTTTAAAAAGEMGEMGEMGEMGEM</p><p>Talvez a resposta esteja dentro da</p><p>indústria automobilística que, como</p><p>foi citado acima, concentra a maio-</p><p>ria dessas máquinas.</p><p>Empresas como Ford, GM e</p><p>Volkswagen possuem em média 200</p><p>robôs instalados em diversos seto-</p><p>res da fábrica (soldagem, pintura e</p><p>estamparia). Só a Ford instalou</p><p>mais de 240 robôs na sua unidade</p><p>de Camaçari (BA), inaugurada em</p><p>outubro de 2001. Por se tratar de</p><p>empresas estrangeiras, a decisão</p><p>de quais, quantos e como esses</p><p>robôs serão utilizados, vem das</p><p>matrizes.</p><p>“Nesse cenário, as aplicações</p><p>de cada robô estão intimamente</p><p>associadas a sua função dentro da</p><p>cadeia produtiva”, comenta Vitor</p><p>Romano. As montadoras promo-</p><p>vem o treinamento dos técnicos</p><p>que irão operar os robôs, segundo</p><p>as características operacionais que</p><p>eles devem enfrentar no dia-a-dia.</p><p>Essas operações podem ser en-</p><p>contradas em qualquer outra plan-</p><p>ta industrial já em funcionamento,</p><p>seja na Europa, EUA, Argentina ou</p><p>Turquia. “Isto significa que o apren-</p><p>dizado segue o know-how pré-exis-</p><p>tente e tem um forte componente</p><p>prático e imediatista”. Com essa</p><p>forma de aprendizado, as mon-</p><p>tadoras têm conseguido suprir as</p><p>necessidades do mercado au-</p><p>tomotivo que são volume de pro-</p><p>dução e similaridade de operações</p><p>realizadas, mesmo que em mode-</p><p>los de veículos diferentes.</p><p>O desinteresse em programação</p><p>de robôs pode ser sentido em cur-</p><p>sos realizados por empresas como</p><p>a Yaskawa, uma das quinze fabri-</p><p>cantes que atuam no país. “Houve</p><p>vários cursos que realizamos que</p><p>não apareceu ninguém”, argumen-</p><p>ta José Luiz Rubinato, gerente ge-</p><p>ral da Yaskawa Elétrica do Brasil.</p><p>Na sua avaliação, o mercado brasi-</p><p>leiro consome hoje em torno de 100</p><p>robôs/ano. Aumentos significativos</p><p>nesse número só acontecem quan-</p><p>do há a implantação de fábricas</p><p>multinacionais, como foi o caso da</p><p>Ford. Vale lembrar que fatos como</p><p>esse não acontecem todo dia no</p><p>Brasil. Na Yaskawa, o faturamento</p><p>com robôs representa 10% da re-</p><p>ceita.</p><p>Na Kuka Roboter, que tem apenas</p><p>o robô industrial como produto, o par-</p><p>que instalado já</p><p>chega a 900 unida-</p><p>des. Seu principal cliente é a</p><p>Volkswagen (VW) que tem apenas</p><p>robôs dessa marca em todas as suas</p><p>plantas industriais. Parte das suas</p><p>vendas começa a caminhar para a</p><p>indústria alimentícia, produtos de hi-</p><p>giene, autopeças, polimentos de me-</p><p>tais, etc.</p><p>Para os pesquisadores, a base ins-</p><p>talada e que deve ser operada no dia-</p><p>a-dia é mais importante que o núme-</p><p>ro de unidades vendidas. Mas, mes-</p><p>mo nesse ponto, parece que há um</p><p>déficit na mão-de-obra qualificada.</p><p>“Boa parte dos cursos oferecidos são</p><p>teóricos, as partes de aplicação, in-</p><p>serção no chão-de-fábrica, flexibilida-</p><p>de e reaproveitamento de tarefas não</p><p>são sequer citadas”, argumenta José</p><p>Reinaldo, lembrando que os profissio-</p><p>nais se formam engenheiros mecâni-</p><p>cos, mecatrônicos, elétricos e alguns</p><p>em Ciência da Computação. Nenhum</p><p>deles vai trabalhar para uma firma que</p><p>precisa de um bom técnico programa-</p><p>dor offline. A grande maioria dos téc-</p><p>nicos que operam os robôs têm cur-</p><p>40% do preço de um robô corresponde aos impostos.</p><p>fotos: ABB/divulgação</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200312</p><p>REPORREPORREPORREPORREPORTTTTTAAAAAGEMGEMGEMGEMGEM</p><p>sos de curta duração e voltados ape-</p><p>nas à operação básica do equipamen-</p><p>to, em geral fornecidos pelo próprio</p><p>representante da marca.</p><p>José Reinaldo vê a necessidade</p><p>da pequena e média empresa explo-</p><p>rar a flexibilidade de sites e máqui-</p><p>nas para promover a sua inserção no</p><p>mercado moderno, e isto implica em</p><p>contar com técnicos um pouco mais</p><p>especializados. Na sua opinião, o</p><p>Serviço Nacional de Aprendizagem</p><p>Industrial (SENAI) é o único lugar do</p><p>Brasil onde se formam técnicos para</p><p>aplicações gerais de Robótica.</p><p>Pouco gente sabe, mas a Ro-</p><p>bótica é uma ciência que reúne vári-</p><p>as áreas do conhecimento.</p><p>Além do aspecto de programação,</p><p>para que um robô possa funcionar,</p><p>é necessário ter as mínimas condi-</p><p>ções para sua instalação “física”, dis-</p><p>ponibilidade de energia, unidades de</p><p>potência corretamente dimensio-</p><p>nadas, escolha de garras e fer-</p><p>ramentas adequadas, “lay-out” do</p><p>chão-de-fábrica, logística (suprimen-</p><p>to de componentes e matéria-prima,</p><p>sincronia de operações, movimenta-</p><p>ção de peças, embalagem, vendas</p><p>e serviços pós-venda), testes para</p><p>ajuste dos parâmetros, manutenção</p><p>preventiva e corretiva, etc.</p><p>Vanguarda – Apesar das dificul-</p><p>dades, o Brasil é considerado como</p><p>um dos países de elevado conheci-</p><p>mento no campo da Robótica. Quan-</p><p>do a oportunidade aparece, há o de-</p><p>senvolvimento de projetos bem su-</p><p>cedidos que vão da área industrial</p><p>ao campo do entretenimento. Só</p><p>para citar alguns: A UFRJ desenvol-</p><p>veu um robô para atuar em exten-</p><p>sas lâminas de água; já a Universi-</p><p>dade Federal de Minas Gerais</p><p>(UFMG) trabalha num robô que atua</p><p>em inspeção da rede elétrica; na Uni-</p><p>versidade Estadual Paulista (Unesp)</p><p>o trabalho foi em cima de um robô</p><p>para inspeção da rede de água; a</p><p>Universidade de Campinas</p><p>(Unicamp) desenvolveu um robô</p><p>para auxiliar deficientes; o próprio</p><p>professor Vitor Romano foi quem</p><p>desenvolveu o robô acoplado de uma</p><p>câmera e que atua no Sambódromo</p><p>do Rio de Janeiro durante os dias</p><p>de carnaval.</p><p>A construção de robôs industriais</p><p>requer um elevado investimento finan-</p><p>ceiro até chegar ao desempenho apre-</p><p>sentado pelos fabricantes. Diversas</p><p>empresas de tecnologia nacional se-</p><p>riam capazes de desenvolver esses</p><p>equipamentos, porém o grande núme-</p><p>ro de concorrentes internacionais no</p><p>mercado, que já está saturado, vem</p><p>causando uma substancial redução</p><p>do custo para a aquisição dessas</p><p>máquinas. Esse fato vem inibindo as</p><p>iniciativas de se produzir robôs no</p><p>país. Em aplicações não industriais,</p><p>as indústrias e instituições de pes-</p><p>quisa nacionais podem facilmente</p><p>concorrer no mercado.</p><p>Cerca de 40% do preço de um</p><p>robô industrial hoje vem dos impos-</p><p>tos. O preço dessas máquinas cai</p><p>pela metade depois de um ano de</p><p>uso. A ligação maior entre fabrican-</p><p>te e seus clientes está no controle</p><p>da máquina. Depois de dez anos</p><p>de uso, um robô manipulador, por</p><p>exemplo, está em bom estado, mas</p><p>com controle obsoleto. Para resol-</p><p>No Brasil, o robô está limitado a repetição de movimentos.</p><p>ABB 1800</p><p>Empresas</p><p>Kuka 900</p><p>Fanuc 300</p><p>outras empresas 4000</p><p>Robôs industriais instalados no Brasil.</p><p>*f</p><p>on</p><p>te</p><p>: e</p><p>m</p><p>pr</p><p>es</p><p>as</p><p>Nº de robôs*</p><p>ver esse problema, a Rede Manet</p><p>tem um projeto de fazer retroffiting</p><p>desses robôs substituindo o con-</p><p>trole original. O trabalho, que é de-</p><p>senvolvido junto com laboratórios</p><p>de Portugal, possibilita ter uma má-</p><p>quina velha, mas em bom estado.</p><p>O controle é feito diretamente do</p><p>PC e pode impulsionar a base tec-</p><p>nológica na pequena e média em-</p><p>presa, principalmente, naquelas</p><p>que visam o mercado internacional.</p><p>Com o robô é possível atingir pa-</p><p>drões de qualidade e produção num</p><p>curto espaço de tempo e, conse-</p><p>qüentemente, aumentar a carteira</p><p>de clientes.</p><p>O robô de solda é o mais consu-</p><p>mido por esses novos clientes que</p><p>estão aparecendo no mercado. Indús-</p><p>trias de autopeças e de eletrodomés-</p><p>ticos (principalmente a linha branca:</p><p>geladeira, fogão, frezzer, etc.) pas-</p><p>saram a ter uma maior redução de</p><p>custos de mão-de-obra, redução com</p><p>custos de materiais e elevado índi-</p><p>ce de segurança. l</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>13MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>ELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICA</p><p>13MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>ELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICAELETRÔNICADISPOSITIVOSDISPOSITIVOSDISPOSITIVOSDISPOSITIVOSDISPOSITIVOSDISPOSITIVOsDISPOSITIVOsDISPOSITIVOsDISPOSITIVOsDISPOSITIVOs</p><p>E</p><p>Gilberto Branco</p><p>staremos apresentando, a</p><p>partir desta edição, uma</p><p>série de artigos visando</p><p>desmistificar os “segredos”</p><p>da instrumentação analítica aplica-</p><p>da a processos industriais. O objeti-</p><p>vo deste trabalho é apresentar os</p><p>princípios de medição das variáveis</p><p>mais utilizadas na indústria, bem</p><p>como, apresentar e comentar os pro-</p><p>blemas mais comuns nestes tipos</p><p>de processos e suas soluções.</p><p>Estamos iniciando este trabalho</p><p>com uma introdução ao assunto com</p><p>alguns comentários pertinentes.</p><p>Os sistemas de análise industri-</p><p>ais englobam, geralmente, os seguin-</p><p>tes elementos:</p><p>- Instrumento de análise ou</p><p>analisador - Equipamento sofistica-</p><p>do, de operação automática e inde-</p><p>pendente, que tem a finalidade de</p><p>medir uma ou mais características</p><p>de uma amostra do processo que por</p><p>ele flui continuamente.</p><p>- Sistema de amostragem - Equi-</p><p>pamento de operação, em geral auto-</p><p>mático, com a finalidade de retirar</p><p>continuamente do processo, uma</p><p>amostra, enviando-a, após prepara-</p><p>ção, ao analisador.</p><p>Os analisadores são construídos,</p><p>geralmente, de modo a receberem uma</p><p>amostra dentro de certas condições</p><p>padronizadas de pressão, temperatu-</p><p>ra, umidade, poeira e corrosividade. As</p><p>condições da amostra, dentro do pro-</p><p>cesso, fogem, geralmente, dos padrões</p><p>estabelecidos para o analisador.</p><p>O sistema de amostragem age</p><p>como elo de ligação entre o processo</p><p>e o analisador, transformando um flu-</p><p>xo, inicialmente impróprio para análi-</p><p>se, em uma amostra representativa</p><p>e perfeitamente mensurável.</p><p>Devido à infinidade de processos</p><p>existentes nas indústrias, existe, con-</p><p>seqüentemente, uma variedade de</p><p>sistemas de amostragem, cada qual</p><p>adaptado as condições peculiares da</p><p>amostra a ser analisada.</p><p>INSTRUMENTACÃO ANALÍTICA</p><p>Conceitos gerais</p><p>- Análise qualitativa - É a deter-</p><p>minação dos componentes de uma</p><p>mistura sólida, líquida ou gasosa.</p><p>- Análise quantitativa - É a deter-</p><p>minação da quantidade de cada com-</p><p>ponente de uma amostra. Ela é ex-</p><p>pressa em concentração numa das</p><p>seguintes unidades: % Vol , g/m3 ,</p><p>ppm Vol , ppb Vol.</p><p>Classificação</p><p>A instrumentação analítica se</p><p>classifica em instrumentação analí-</p><p>tica de laboratório e instrumentação</p><p>analítica de processo (figura 1 ).</p><p>A figura 2 esquematiza a confi-</p><p>guração básica de um sistema para</p><p>instrumentação analítica de proces-</p><p>so, que será o objetivo desta série</p><p>de publicações. Os analisadores de</p><p>processo podem (ou não) ter a ne-</p><p>cessidade de utilizar um sistema de</p><p>amostragem específico. Usualmen-</p><p>te, existem tipos de analisadores</p><p>que não necessitam de tratamento</p><p>de amostra e têm o sensor em con-</p><p>tato direto com o processo, por</p><p>exemplo, o pH e condutividade para</p><p>análise de líquidos e óxido de</p><p>zircônia para análise de gás (Oxi-</p><p>gênio). Em outros a instalação de</p><p>um sistema específico para o con-</p><p>dicionamento de amostra é impres-</p><p>cindível pois, do contrár io, os</p><p>analisadores sofreriam danos</p><p>irreversíveis tornando a operação</p><p>cara e ineficiente, por exemplo, a</p><p>análise de gases em geral (NOx,</p><p>SO2</p><p>, etc.).</p><p>Figura 1 – Classificação.</p><p>Instrumentação</p><p>analítica</p><p>Instrumentação</p><p>analítica de</p><p>processo</p><p>Instrumentação</p><p>analítica de</p><p>laboratório</p><p>Analisadores</p><p>industriais</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200314</p><p>DISPOSITIVOSDISPOSITIVOSDISPOSITIVOSDISPOSITIVOSDISPOSITIVOS</p><p>FUNCÕES DO SISTEMA</p><p>DE AMOSTRAGEM</p><p>No entanto, não podemos esque-</p><p>cer que o sistema de condicionamen-</p><p>to de amostra deve ser capaz de</p><p>compatibilizar as características dela</p><p>às condições necessárias a perfeita</p><p>operação do analisador, porém a</p><p>amostra nunca pode perder a sua</p><p>representatividade nas condições do</p><p>processo para a variável sob análi-</p><p>se.</p><p>O sistema de amostragem é</p><p>constituído por um conjunto de equi-</p><p>pamentos que possibilitam:</p><p>- A captação da amostra;</p><p>- O transporte da amostra;</p><p>- O condicionamento da amostra;</p><p>- O descar te / reprocesso da</p><p>amostra;</p><p>- A admissão de padrões.</p><p>FUNCÕES DO ANALISADOR</p><p>O analisador de processo tem a</p><p>função de fornecer dados para que,</p><p>através da intervenção do homem ou</p><p>de controle automático, seja possí-</p><p>vel:</p><p>- Manter a segurança de homens</p><p>e equipamentos, permitindo ao usu-</p><p>ário a intervenção ou a monitoração</p><p>das condições do processo / ambi-</p><p>ente visando a manutenção das con-</p><p>dições mínimas para a manutenção</p><p>da segurança pessoal e patrimonial.</p><p>Por exemplo a monitoração da quan-</p><p>tidade de CO (Monóxido de Carbo-</p><p>no) emitido durante um processo de</p><p>queima.</p><p>- Otimizar a eficiência de equi-</p><p>pamentos, visando um melhor apro-</p><p>veitamento da matéria-prima e, por</p><p>conseguinte, a redução dos custos</p><p>operacionais da planta. Por exemplo</p><p>a medição do teor de O2 (Oxigênio)</p><p>em uma caldeira para manutenção</p><p>da melhor relação ar/combustível</p><p>para que a queima seja adequada.</p><p>- Melhorar/manter a qualidade</p><p>de produtos fabricados, através da</p><p>manutenção da variável monitorada</p><p>dentro dos padrões exigidos por nor-</p><p>mas ou regulamentos. Por exemplo</p><p>medir o pH de produtos alimentícios</p><p>ou remédios para que o produto</p><p>atenda a legislação.</p><p>- Controlar a emissão de</p><p>efluentes industriais, visando o aten-</p><p>Figura 3 – Principais partes do analisador.</p><p>dimento à legislação ambiental vigen-</p><p>te no local, bem como o bem estar</p><p>de funcionários e da comunidade</p><p>onde a empresa se localiza. Por</p><p>exemplo monitorar a emissão de ga-</p><p>ses tais como, NOx, SO2, CO, etc.</p><p>em chaminés de caldeiras, termoelé-</p><p>tricas, etc.</p><p>PRINCIPAIS PARTES</p><p>DO ANALISADOR</p><p>Dentre outros componentes do</p><p>analisador propriamente dito podemos</p><p>destacar basicamente o detector, que</p><p>é o “coração” do equipamento e que é</p><p>capaz de converter a variável física</p><p>ou a reação química em sinal elétri-</p><p>co, sinal este que será enviado então</p><p>para ser tratado eletronicamente e</p><p>convertido para fornecer ao usuário</p><p>um sinal elétrico/eletrônico padrão</p><p>para poder ser utilizado pelo sistema</p><p>de controle da planta onde o equipa-</p><p>mento estiver instalado (figura 3 ).</p><p>DESEMPENHO DO</p><p>SISTEMA ANALÍTICO</p><p>Precisão dos resultados e conti-</p><p>nuidade de funcionamento - Esta é</p><p>a principal preocupação do usuário</p><p>quanto a um sistema de análise e para</p><p>que possa ser obtida, o usuário deve</p><p>obrigatoriamente atentar para os pon-</p><p>tos, a seguir, antes e após a implanta-</p><p>ção de um equipamento de análise:</p><p>- Projeto</p><p>- Aplicação adequada</p><p>- Manutenção preventiva e corre-</p><p>tiva</p><p>- Sobressalentes - disponibilidade</p><p>pelo fabricante.</p><p>De nada adiantará a aquisição de</p><p>um excelente equipamento se o usu-</p><p>ário não atender estas orientações bá-</p><p>sicas, pois corre-se o risco de termos</p><p>aplicado uma grande quantidade de</p><p>dinheiro em um produto que não aten-</p><p>derá a expectativa.</p><p>Em nossas próximas edições es-</p><p>taremos apresentando uma visão</p><p>mais detalhadas dos tipos de medi-</p><p>ção, bem como, das soluções para</p><p>os problemas mais comuns apresen-</p><p>tados por aplicações que utilizam a-</p><p>nalisadores industriais. Até lá. l</p><p>Figura 2 – Esquema básico de configuração de um sistema analítico</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200320</p><p>MECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIAL</p><p>Figura 1 - Mesa XY.</p><p>XYXYXYXYXY</p><p>MesaMesaMesaMesaMesa</p><p>Samir Kassouf</p><p>As mesas XY podem receber vá-</p><p>rias denominações técnicas como</p><p>mesas car tesianas, mesas posi-</p><p>cionadoras, coordenados ou pick &</p><p>place. Esta variedade de nomes ex-</p><p>plica em parte a variada gama de</p><p>aplicações que podemos destinar a</p><p>esse produto nos diversos setores</p><p>da indústria.</p><p>A mesa XY, na verdade, é a as-</p><p>sociação harmoniosa de vários com-</p><p>ponentes elétricos e mecânicos de</p><p>alta responsabilidade e precisão, e</p><p>de alta confiabilidade (figura 1 ).</p><p>Basicamente, temos dois tipos de</p><p>mesa XYcomerciais, visto que o cus-</p><p>to dos motores lineares são ainda</p><p>muito mais altos para essas aplica-</p><p>ções padrão. Como características</p><p>determinantes de cada podemos ci-</p><p>tar que a mesa acionada por fusos</p><p>de esferas recirculares (o fuso de</p><p>esferas recirculares é o mais indica-</p><p>do para esse tipo de aplicação devi-</p><p>do ao seu alto rendimento, próximo</p><p>de 95%, e um baixo desgaste, além</p><p>das características que discultiremos</p><p>no decorrer desse ar tigo) Suas</p><p>velocidades máximas são limitadas</p><p>em 3 m/s, e um cuidado especial</p><p>deve ser dado às aplicações onde a</p><p>mesa seja instalada na vertical, pois</p><p>a vida do fuso nesse caso deve ser</p><p>bem avaliada. Pela característica de</p><p>trabalho de um só flanco da rosca</p><p>do fuso, sua versatilidade referente</p><p>ao controle das folgas (e conseqüen-</p><p>temente de sua precisão) é maior e,</p><p>portanto, indicado para as aplicações</p><p>de alta precisão como pick & places,</p><p>mesas de usinagem, cabeçotes de</p><p>leitura, etc.</p><p>Há uma característica interes-</p><p>sante a se observar nesse tipo de</p><p>mesa, onde a miniaturização das</p><p>guias, fusos e rolamentos possibili-</p><p>tam a construção de mesas de pe-</p><p>quenas dimensões (mesa miniatura).</p><p>Já as mesas fabricadas com cor-</p><p>reias sincronizadas são mais velo-</p><p>zes (podendo chegar a 5 m/s), po-</p><p>rém menos precisas, e são mesas</p><p>nas quais conseguimos altas acele-</p><p>rações e desacelerações, ideais pra</p><p>aplicações em sistemas de monta-</p><p>gens. Sua miniaturização é mais di-</p><p>fícil e restrita pelas dimensões das</p><p>polias sincronizadas que ocupam um</p><p>espaço considerável no projeto. Cha-</p><p>mamos a atenção do leitor que já vis-</p><p>lumbrou uma aplicação deste tipo de</p><p>mesa, que ela é contra-indicada na-</p><p>quelas aplicações onde a mesa fi-</p><p>que na posição vertical, pois o rom-</p><p>pimento da correia acarreta a queda</p><p>do material deslocado. Um ponto po-</p><p>sitivo para este tipo de mesa é a</p><p>manutenção baixa, e característica</p><p>da troca rápida da correia, que não</p><p>deixa o dispositivo parado, sem pro-</p><p>duzir, por longo tempo.</p><p>COMPOSIÇÃO DA MESA XY</p><p>Guias Lineares</p><p>As guias, carros ou buchas linea-</p><p>res são dispositivos de movimenta-</p><p>ção linear de baixo coeficiente de</p><p>atrito (0,001), onde várias carreiras</p><p>de esferas trabalham em um circuito</p><p>fechado, e são responsáveis pelo</p><p>suporte e translado de uma carga,</p><p>normalmente presa à guia, que por</p><p>sua vez corre em um trilho de alta</p><p>dureza.</p><p>Basicamente, os projetos de me-</p><p>sas XY mais modernos aceitam dois</p><p>tipos de guias: a circular e a</p><p>prismática.</p><p>No caso das guias circulares</p><p>quando mencionamos que esta é do</p><p>tamanho 40 ou tamanho 25, estamos</p><p>nos referindo ao diâmetro externo do</p><p>eixo de trabalho (em mm, a regra já</p><p>não vale para polegada). Já nas</p><p>prismáticas (todas padronizadas em</p><p>milímetros) os tamanhos 15, 25, 35,</p><p>etc. representam, em muitos casos</p><p>(não sendo regra) a largura do trilho</p><p>de trabalho em mm. Veja na figura</p><p>2, um projeto especial e dedicado,</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>21MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>MECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIAL</p><p>onde utilizamos dois pares dessas</p><p>guias para movimentar um carro</p><p>(com acionamento por motor de pas-</p><p>so) para perfuração de lonas de freio.</p><p>Guias circulares - A guia circu-</p><p>lar é a menos</p><p>crítica, pode ser</p><p>fabricada em aço ou em material</p><p>polimérico com insertos de aço tem-</p><p>perado, sendo este último uma ten-</p><p>dência mais atual de mercado. São</p><p>fabricadas desde o tamanho miniatu-</p><p>ra, como 0,18 pol (ou 5 mm), até</p><p>2 pol.(ou 50 mm) ou mais. A guia cir-</p><p>cular é indicada nos projetos de</p><p>transporte de uma carga onde não</p><p>haja muita precisão com folgas late-</p><p>rais ou rigidez do conjunto, por exem-</p><p>plo, onde as cargas de trabalho não</p><p>devem ser muito grandes. Há tam-</p><p>bém um menor comprometimento da</p><p>qualidade da base onde a guia será</p><p>instalada.</p><p>Uma característica importante</p><p>dessas guias é a sua capacidade de</p><p>absorver desalinhamentos de mon-</p><p>tagem, que podem chegar a até 0,5º.</p><p>A velocidade de trabalho não deve</p><p>ultrapassar os 3 m/s, visto que aci-</p><p>ma dessa velocidade as esferas pa-</p><p>tinam, ao invés de rolar, e desgas-</p><p>tam os eixos.</p><p>As guias circulares devem ser</p><p>instaladas sempre aos pares. Uma</p><p>boa regra a ser obedecida é que nas</p><p>montagens onde a distância entre as</p><p>guias do mesmo trilho é "L", a dis-</p><p>tância entre os trilhos deverá ser ao</p><p>redor de 3 L. Caso haja a necessida-</p><p>de de uma distância menor entre as</p><p>guias recomenda-se o uso de guias</p><p>duplas ou chamadas de "twin block"</p><p>ou blocos gêmeos.</p><p>Outra dica, que parece ser óbvia</p><p>nos projetos mas que na prática não</p><p>é seguida, é que a quantidade míni-</p><p>ma de guias para um projeto correto</p><p>é quatro. Os eixos são superfícies</p><p>de alta dureza (60 a 65 RC de dure-</p><p>za) e com desvios de tolerância mui-</p><p>to pequenos para proporcionar um</p><p>deslocamento uniforme e sem trava-</p><p>mentos no percurso, sendo que eles</p><p>podem ser suportados apenas em</p><p>suas extremidades (normalmente em</p><p>aplicações de pequena carga) ou</p><p>suportados em toda sua extensão por</p><p>uma base de alumínio parafusada ao</p><p>eixo, nesse caso para as aplicações</p><p>de elevada</p><p>carga, onde</p><p>trabalha um</p><p>tipo aberto de</p><p>bucha (veja a</p><p>figura 3 ).</p><p>Referente</p><p>a lubrificação,</p><p>já existem vá-</p><p>rios fabrican-</p><p>tes que envi-</p><p>am as guias já</p><p>lubr i f i cadas</p><p>para toda a</p><p>vida (exemplo das guias prismáticas</p><p>da ABBA, ou THOMSON), mas para</p><p>aquelas que terão que se enquadrar</p><p>nos planos de lubrificação das fábri-</p><p>cas, sugerimos a aplicação do mes-</p><p>mo óleo destinado aos rolamentos</p><p>da fábrica (tão abundante em qual-</p><p>quer oficina de manutenção), ou para</p><p>simplificar, o mesmo óleo aplicado</p><p>nos fusos da esfera.</p><p>Podemos simplificar ábacos e to-</p><p>mar como base os fusos de esferas,</p><p>que funcionarão também na maioria</p><p>dos casos das guias lineares: quan-</p><p>do a velocidade de trabalho é alta e</p><p>a carga a ser transportada é baixa,</p><p>sugerimos um lubrificante de baixa</p><p>viscosidade (32 a 68 cst), já quando</p><p>as características da aplicação são</p><p>opostas a essa, ou seja, baixa veloci-</p><p>dade de trabalho em altas cargas,</p><p>recomendamos os lubrificantes de</p><p>alta viscosidade (90 cst). Os selos</p><p>são comuns às guias oferecidas no</p><p>mercado e têm como características</p><p>principais, o confinamento do lubrifi-</p><p>cante na jaula de esferas e a limpe-</p><p>za do fuso ou guia, retirando meca-</p><p>nicamente os contaminantes maio-</p><p>res. A graxa só deve ser utilizada em</p><p>aplicações específicas por poder di-</p><p>minuir a vida das guias com o acúmu-</p><p>lo de contaminantes, outra caracte-</p><p>rística importante deverá ser a bai-</p><p>xa velocidade de trabalho da</p><p>guia.Caso a graxa seja inevitável na</p><p>aplicação, usar graxas a base de lítio</p><p>e evitar aquelas à base de bissulfeto</p><p>de molibdênio por atacar os anéis de</p><p>vedação.</p><p>O curso de deslocamento da guia</p><p>é muito importante para garantir a</p><p>recirculação de todas as esferas de</p><p>um circuito e sua total lubrificação.</p><p>Uma prova visível de que isto não</p><p>está ocorrendo, é o desgaste visual</p><p>do trilho. Como outra regra de simpli-</p><p>ficação podemos citar a necessida-</p><p>de de um deslocamento mínimo da</p><p>bucha de duas vezes o comprimen-</p><p>to da mesma (desconsiderando os</p><p>selos).</p><p>As buchas sem esferas são mo-</p><p>delos que apresentam um termoplás-</p><p>tico de baixo coeficiente de atrito em</p><p>constante contato com os trilhos.</p><p>Esse tipo de bucha pode ser indica-</p><p>do para a indústria alimentícia onde</p><p>os equipamentos estão sujeitos a</p><p>lavagens periódicas, para ambientes</p><p>com contaminantes severos como</p><p>limalha de ferro, plásticos ou areia,</p><p>ou mesmo nas aplicações onde às</p><p>buchas devam ser mergulhadas em</p><p>água ou em soluções químicas.</p><p>As buchas termoplásticas são</p><p>largamente utilizadas pela indústria</p><p>automobilística, e elas estão espa-</p><p>lhadas por nossos veículos em mais</p><p>de 20 pontos articulados.</p><p>Guias lineares "quadradas" ou</p><p>prismáticas - Estas são guias de</p><p>alta rigidez (neste caso também cha-</p><p>madas de "patins"), apresentando as</p><p>mesmas características das guias</p><p>circulares de baixa manutenção, bai-</p><p>xo atrito, agora aliada as caracterís-Figura 3 - Guias lineares circulares.</p><p>Figura 2 - Projeto onde se utilizaram dois pares de guias circulares.</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200322</p><p>MECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIAL</p><p>ticas de uma capacidade de carga</p><p>maior e a alta rigidez .</p><p>Tomemos como exemplo o fabri-</p><p>cante ABBA que apresenta os mo-</p><p>delos BR15, 20, 25, 30, 35, 45 e 55.</p><p>Estas guias apresentam variados</p><p>modelos, capacidades de carga, jo-</p><p>gos radiais, tolerâncias, etc. No con-</p><p>ceito desse fabricante, também não</p><p>há a necessidade do plano de lubrifi-</p><p>cação, pois a guia já vem com o lu-</p><p>brificante para a vida.</p><p>FUSOS DE ESFERAS</p><p>Os fusos de esferas (figura 4 ) são</p><p>os responsáveis pelo transporte fí-</p><p>sico da carga nas mesas XY. Sua</p><p>concepção, utilizando esferas</p><p>recirculantes, possibilita um transla-</p><p>do suave, uniforme, de baixo atrito</p><p>da carga e até livre de folga em cer-</p><p>tas aplicações. Oferecidos nas mais</p><p>diversas versões como: castanha</p><p>simples, castanha dupla com pré-</p><p>carga ajustável, castanha simples</p><p>com pré-carga fixa ou castanha sim-</p><p>ples com pré-carga ajustável.</p><p>Hoje em dia, no Brasil, devido a</p><p>grande variedade de fabricantes e</p><p>modelos encontrados no mercado,</p><p>há por vezes a necessidade de re-</p><p>cuperação do fuso, pois existem fa-</p><p>bricantes que utilizam valores de pas-</p><p>sos completamente diferentes dos</p><p>normalmente encontrados no merca-</p><p>do (ou castanhas com dimensões</p><p>especiais). Como a fábrica não tem</p><p>acesso ao software de comando para</p><p>implementar uma compensação des-</p><p>se avanço, o que resta é a recupera-</p><p>ção do conjunto.</p><p>Esta recuperação pode se enqua-</p><p>drar em quatro modalidades que vão</p><p>desde a simples limpeza do fuso até</p><p>a retificação completa de sua pista</p><p>(com um novo tratamento térmico por</p><p>têmpera e a troca de esferas), dei-</p><p>xando-o em condições similares às</p><p>de um fuso novo. Porém, a mais co-</p><p>mum em nosso país é a recupera-</p><p>ção da pista, limpeza e troca das</p><p>esferas (que devem estar dentro da</p><p>mesma tolerância de diâmetro). As</p><p>esferas encontradas comercialmen-</p><p>te não se enquadram na tolerância e</p><p>dureza exigidas nas aplicações com</p><p>fusos de esferas. A utilização des-</p><p>sas fará com que sempre algumas</p><p>esferas (as maiores) se sobrecarre-</p><p>guem, e tenham sua vida encurtada,</p><p>além de que ao se desintegrarem,</p><p>elas estarão prejudicando as outras</p><p>esferas, visto que seus fragmentos</p><p>se prenderão à pista do fuso, geran-</p><p>do mais danos aos equipamentos.</p><p>Segundo a Kalatec Automação, que</p><p>faz este serviço há mais de oito anos,</p><p>20% dos fusos que chegam para re-</p><p>paro, não têm condições de recupe-</p><p>ração devido a pistas muito danifi-</p><p>cadas ou tubos de retorno (interno ou</p><p>externos) gastos e sem similares</p><p>entre as marcas mais populares.</p><p>Basicamente temos dois tipos de</p><p>fusos no mercado, o chamado "rola-</p><p>do" onde o processo de compressão</p><p>de um tarugo entre duas ferramentas</p><p>de conformação concede uma pista</p><p>de rolagem em hélice, e o “retificado”,</p><p>que sofre ainda um processo de retifi-</p><p>cação gerando superfícies mais uni-</p><p>formes e com isso uma maior preci-</p><p>são. A diferença de custo entre os dois</p><p>é sensível, sendo que os fusos rola-</p><p>dos são utilizados em movimentos de</p><p>transporte, como exemplo, em uma</p><p>mesa de deslocamento de um leitor</p><p>de umidade (usado em uma máquina</p><p>de papel, impressoras, etc.), que deve</p><p>"varrer" constantemente, em movi-</p><p>mentos repetitivos, a largura da bobi-</p><p>na e coletar dados de umidade, para</p><p>uma possível correção nos processos</p><p>anteriores de secagem. Ou ainda, num</p><p>sistema de</p><p>corte e solda de chapas,</p><p>onde a primeira mesa é responsável</p><p>pela "puxada" do material, ou seja, a</p><p>mesa quantifica o material a ser tra-</p><p>balhado, uma segunda mesa executa</p><p>a aproximação do sistema de solda e</p><p>uma terceira aproxima e desloca um</p><p>disco de corte à operação final (pode-</p><p>ríamos até num estágio próximo ter</p><p>uma mesa encarregada do</p><p>empilhamento das chapas).</p><p>Observe que em nenhum dos</p><p>exemplos dados, um erro de posiciona-</p><p>mento pequeno poderia prejudicar o</p><p>processo. Já na indústria de usinagem,</p><p>ou nos processos de fabricação de</p><p>fibras ópticas, uma folga na castanha</p><p>pode comprometer o processo. Nas</p><p>mesas destinadas a essas aplicações</p><p>a solução encontrada foi a de se com-</p><p>por duas castanhas e tensioná-las uma</p><p>contra a outra, fazendo com que a</p><p>folga seja retirada do sistema (chama-</p><p>mos de pré-carga), e nessas aplica-</p><p>ções usamos fusos retificados. Exis-</p><p>te também a castanha simples pré-</p><p>carregada, onde diferentes ângulos de</p><p>hélice na castanha do fuso geram um</p><p>tensionamento interno a mesma.</p><p>As folgas referentes ao fuso de</p><p>esferas são estabelecidas como pa-</p><p>drão em um comprimento de 1 pé</p><p>(304,8 mm). Por exemplo, a norma</p><p>ISO estabelece como grau 5, que o</p><p>desvio máximo em 304,8 mm do fuso</p><p>deverá ser 0,001 pol ou 0,0254 mm.</p><p>A especificação técnica do fuso co-</p><p>meça atrelada à velocidade de deslo-</p><p>camento da mesa. As mesas mais</p><p>velozes deverão ter passos maiores,</p><p>por exemplo, 16 a 25 mm, já as de</p><p>velocidades menores podem e devem</p><p>usar fusos com passos menores</p><p>como 9 ou 12 mm, visto que com isso</p><p>não sobrecarregam o acionamento.</p><p>Nas empresas especializadas,</p><p>normalmente a especificação técni-</p><p>ca dos fusos fica a cargo de três</p><p>ábacos que analisam a velocidade</p><p>crítica, a compressibilidade e a vida</p><p>do fuso.</p><p>CELA</p><p>O que chamamos de "cela" nada</p><p>mais é do que a plataforma de con-</p><p>tato da mesa, onde será fixado nos-</p><p>so equipamento (ou em aplicações</p><p>mais raras o ponto que ficará fixo,</p><p>com o deslocamento de toda massa</p><p>inercial da mesa passando por ele).</p><p>Observe que as dimensões da</p><p>"cela" deverão ser baseadas no equi-</p><p>pamento a ser instalado nela, evi-</p><p>tando-se ao máximo superdimen-</p><p>sioná-la, lembrando que a mesma</p><p>deverá ser transportada também pelo</p><p>acionamento (podendo até ser</p><p>fabricada em alumínio com alívio deFigura 4 - Fuso de esferas.</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>23MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>MECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIAL</p><p>materiais para diminuição de peso e</p><p>inércia e, conseqüentemente, dimi-</p><p>nuição de seu acionamento).</p><p>No caso de um ambiente conta-</p><p>minado onde haja a necessidade de</p><p>uma proteção sanfonada, a mesma</p><p>deverá ter uma de suas extremida-</p><p>des fixa na cela. Normalmente a</p><p>"cela" alojará em sua base a casta-</p><p>nha do fuso e no mínimo as quatro</p><p>guias (ou mais), o que já lhe outor-</p><p>gará um tamanho mínimo.</p><p>MANCAIS DE APOIO</p><p>Nas extremidades dos fusos e</p><p>guias temos os rolamentos e seus</p><p>mancais, normalmente esses são</p><p>especificados levando-se em consi-</p><p>deração as forças que lhes são im-</p><p>postas pelo fuso, pela carga ou até</p><p>forças externas, assim como as con-</p><p>dições do ambiente de trabalho, que</p><p>poderão até exigir retentores nas</p><p>extremidades das mesas.</p><p>ACIONAMENTOS</p><p>Uma mesa XY pode ser aciona-</p><p>da por motores AC, DC, AC síncrono,</p><p>motor de passo, servomotor, etc.</p><p>Levando-se em consideração o grau</p><p>de precisão e confiabilidade exigido,</p><p>os dois últimos acionamentos são os</p><p>mais utilizados.</p><p>Os perfis de operação dos servos</p><p>e dos steppers são muito similares,</p><p>sendo que o servo é mais utilizado</p><p>nas operações onde há uma dinâmi-</p><p>ca maior de movimentos e onde ve-</p><p>locidades de trabalho superior a 1200</p><p>RPM devam ser alcançadas. Obser-</p><p>vamos que o motor de passo é a al-</p><p>ternativa mais barata para acionar</p><p>estas mesas, por apresentar a ca-</p><p>racterística de trabalhar em "looping</p><p>aberto", isto é, sem nenhum dispo-</p><p>sitivo como encoders e resolvers (fi-</p><p>gura 5 ) que fiquem constantemente</p><p>checando e corrigindo seu posiciona-</p><p>mento; sendo que a ausência dos</p><p>mesmos propicia drivers de controle</p><p>mais simples (sem PID) e, porque</p><p>não dizer, menos custosos.</p><p>Em um motor de passo pode ser</p><p>incluído um encoder, deixando-o com</p><p>as características de um servo, mas</p><p>podemos dizer que em 95% das apli-</p><p>cações, isto não é necessário.</p><p>Uma das vantagens dos fabrican-</p><p>tes atuais, como a AMP (Applied Mo-</p><p>tion Industries - USA), é a utilização</p><p>de um "HUB" que consegue contro-</p><p>lar, de maneira simples e uniforme,</p><p>até oito motores de passo ou servos.</p><p>Outra vantagem é a programação</p><p>simples que dispensa manual ou co-</p><p>nhecimentos prévios de programa-</p><p>ção, além da capacidade de teste on-</p><p>line.</p><p>Os drivers já vêm com caracte-</p><p>rísticas de um PLC, isto é, eles apre-</p><p>sentam a capacidade de receber pro-</p><p>gramas, apresentam oito entradas e</p><p>3 saídas digitais programáveis e</p><p>configuráveis via software e, como</p><p>já foi dito, este software pode con-</p><p>trolar desde um eixo solitário até a</p><p>integração de oito eixos (salientan-</p><p>do novamente que o software é de</p><p>fácil compreensão dispensando co-</p><p>nhecimentos prévios de programa-</p><p>ção, o que dá acesso até ao "chão-</p><p>de-fábrica" de programá-lo). Veja na</p><p>figura 6 .</p><p>Existem também os drivers que</p><p>recebem apenas um sinal de pulso</p><p>padrão TTL e um sinal de direção, de</p><p>um PLC, por exemplo.</p><p>Com esses dois sinais, o driver é</p><p>totalmente dirigível e programável,</p><p>agora via PLC ou outro indexer com</p><p>essas saídas.</p><p>REDUTORES</p><p>Os redutores aplicáveis às mesas</p><p>XY, devem manter as características</p><p>de alta precisão do sistema, deven-</p><p>do por tanto ser especialmente</p><p>projetados e construídos para isso</p><p>(figura 7 ).</p><p>Como todos os redutores, eles</p><p>são responsáveis pelo aumento de</p><p>torque do motor ou a redução da inér-</p><p>cia da carga a ser transportada. Ba-</p><p>sicamente existem dois tipos de re-</p><p>dutores de precisão no mercado. O</p><p>primeiro são os redutores planetári-</p><p>os que apresentam características</p><p>de trabalho definidas como rendimen-</p><p>tos de 85 a 95%, folgas ao redor de</p><p>10’ e instalação em linha, ocupando</p><p>um pequeno espaço na aplicação</p><p>(design extremamente compacto).</p><p>Esses modelos são limitados por</p><p>aplicações onde se necessite de alto</p><p>torque.</p><p>Há também um modelo de redu-</p><p>tor de coroa-sem-fim com baixíssimo</p><p>backlash (menor que os redutores</p><p>planetários e trabalhando com torque</p><p>maiores, e um dos fabricantes, a</p><p>girard transmissions, da França, tra-</p><p>balha com esses redutores, onde se</p><p>pode definir três tipos básicos de</p><p>folgas:</p><p>BASIC - folga</p><p>desses</p><p>dois eixos principais. Ou-</p><p>tra vantagem desse modelo é que a</p><p>peça de desgaste, isto é, o disco de</p><p>acetal pode ser facilmente reposto e</p><p>o mesmo pode ser utilizado em rota-</p><p>ções tão altas como 4000 rpm e em</p><p>ambientes com severa contaminação.</p><p>PROTEÇÕES</p><p>As mesas podem ainda ser prote-</p><p>gidas contra contaminantes externos</p><p>fazendo uso de proteções externas</p><p>ou coifas, que têm por objetivo cobrir</p><p>o fuso e as guias e isolá-los do meio</p><p>ambiente. Essas proteções são fibras</p><p>ou tecidos revestidos de uma cama-</p><p>da plástica, comumente sanfonadas</p><p>(para acompanhar os movimentos</p><p>das mesas), muitas vezes feitas de</p><p>material especial para se adaptar às</p><p>condições do cliente.</p><p>Por exemplo: Uma mesa aplicada</p><p>em um autoforno pode receber uma</p><p>camada de alumínio para evitar as</p><p>constantes fagulhas do processo. Há</p><p>também as proteções telescópicas,</p><p>feitas de alumínio ou aço que podem</p><p>ser uma boa alternativa para essas</p><p>aplicações de alta temperatura e alto</p><p>grau de contaminantes.</p><p>PERIFÉRICOS</p><p>E EQUIPAMENTOS ESPECIAIS</p><p>Os equipamentos periféricos são</p><p>aqueles usados esporadicamente</p><p>nos projetos como proteções, enco-</p><p>ders, redutor, acionamento, chave fim-</p><p>de-curso, chave de fim-de-curso rota-</p><p>tivo (ligada ao eixo do fuso), mano-</p><p>plas para acionamentos manuais,</p><p>fontes especiais, limitadores de</p><p>torque etc.</p><p>Já como equipamentos especiais</p><p>podemos citar, além das guias</p><p>poliméricas Nyliner e Fluornyliner,</p><p>uma guia especial fabricada pela</p><p>Thomson Industries, indicada para</p><p>ambientes de elevada contaminação</p><p>e com elevadíssima capacidade de</p><p>carga, a guia especial chamada de</p><p>Roundway, ela tem alta durabilidade</p><p>e baixa manutenção.</p><p>Para aplicações especiais a car-</p><p>ga será suportada por roletes de aço</p><p>de extrema dureza. Uma corrente</p><p>que desliza na lateral dos roletes é</p><p>responsável por sua recirculação dos</p><p>mesmos sobre um eixo de apoio.</p><p>Para ilustrar nossa aplicação, pode-</p><p>mos dizer que uma guia Roundway</p><p>simples pode carregar até 20 tonela-</p><p>das, já o modelo duplo transporta até</p><p>30 toneladas de carga.</p><p>MONTAGEM</p><p>A montagem de uma mesa XY é</p><p>um processo laborioso de paciência,</p><p>onde o cuidado com a montagem dos</p><p>diversos componentes se refletirá no</p><p>desempenho do equipamento.Vamos</p><p>aqui nos ater à montagem das bu-</p><p>chas circulares, que são mais fáceis</p><p>e de menos comprometimento no</p><p>projeto. Já para as prismáticas, os</p><p>procedimentos são mais criteriosos</p><p>exigindo equipamentos e dispositi-</p><p>vos dedicados.</p><p>Dois pontos de fundamental im-</p><p>portância devem ser considerados:</p><p>¨ Alinhamento dos mancais</p><p>¨ Paralelismo dos eixos.</p><p>É necessário assegurar que a al-</p><p>tura da base do mancal da guia até</p><p>o eixo esteja dentro de 0,025 mm, e</p><p>caso isto não esteja ocorrendo, cal-</p><p>ços calibrados devem ser colocados</p><p>na base dos mancais. Aqui vale tam-</p><p>bém ressaltar que as guias abertas</p><p>(com trilhos totalmente apoiados),</p><p>são menos suscetíveis ao problema</p><p>de desnível na montagem. Sua ca-</p><p>racterística construtiva nos habilita</p><p>a desprezar pequenas diferenças</p><p>nestas cotas.</p><p>Os mancais podem ser monta-</p><p>dos às "celas", seguindo as seguin-</p><p>tes determinações:</p><p>Figura 7 - Exemplo de redutor.</p><p>Figura 6 - IHM, Hub, dois drivers programáveis com fonte e</p><p>dois sem fonte.</p><p>AUTOMAÇÃO</p><p>25MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/2003</p><p>MECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIALMECÂNICA INDUSTRIAL</p><p>a - A placa ou cela deverá ter um</p><p>lado de referência ou fresado, onde</p><p>os mancais das guias serão presos.</p><p>b - Monte firmemente dois</p><p>mancais referenciando-os por um</p><p>lado de referência, garantindo com</p><p>isso seu perpendicularismo.</p><p>c - Monte o segundo par de</p><p>mancais no lado oposto, dando uma</p><p>leve pressão nos parafusos.</p><p>d - Insira o eixo pelos mancais e</p><p>cheque as distâncias, com relação</p><p>ao lado usado de referência na letra</p><p>"b", e aperte em definitivo seus pa-</p><p>rafusos de fixação.</p><p>Com isso, garantimos que os</p><p>mancais estão propriamente alinha-</p><p>dos. Agora vamos alinhar os eixos</p><p>que não podem exceder 0,025 mm</p><p>de paralelismo em todo o seu com-</p><p>primento. Isto pode ser conseguido</p><p>com o seguinte procedimento:</p><p>a - Monte um dos eixos (total-</p><p>mente suportados ou só nas extre-</p><p>midades) com baixo aperto nos pa-</p><p>rafusos de fixação.</p><p>b - Usando um dispositivo de ali-</p><p>nhamento como laser, alinhe um dos</p><p>eixos, referenciando-o em relação à</p><p>base de fixação do equipamento.</p><p>c - Depois da fixação deste pri-</p><p>meiro eixo, o segundo eixo deverá</p><p>ser montado com uma leve pressão</p><p>nos parafusos de aperto.</p><p>d - Agora, com toda a "cela" co-</p><p>locada sobre eixos, e em movimen-</p><p>tos repetitivos de ida e volta, o se-</p><p>Figura 8 - Exemplo de redutor.</p><p>gundo eixo deve se alinhar, e ser pa-</p><p>rafusado em definitivo.</p><p>e - Como última etapa, um reló-</p><p>gio comparador pode se apoiar na</p><p>"cela" e checar seu desvio em todo</p><p>o curso da mesa.</p><p>CONCLUSÃO</p><p>As mesas XY são, hoje em dia,</p><p>os meios de transporte e posiciona-</p><p>mento de precisão mais econômicos</p><p>do mercado. Na atualidade existe</p><p>uma constante perseguição da Pneu-</p><p>mática e Hidráulica para posiciona-</p><p>mentos precisos e repetitivos, mas</p><p>esses objetivos ou ainda não foram</p><p>alcançados (deixando as por tas</p><p>abertas para a proliferação dos mais</p><p>variados projetos de mesas nas fá-</p><p>bricas de todo mundo) ou necessi-</p><p>tam de vários periféricos para conse-</p><p>guir a precisão necessária, encare-</p><p>cendo e inviabilizando muito o</p><p>projeto. ¨</p><p>MECATRÔNICA ATUAL Nº 9 - ABRIL/200326</p><p>DISPOSITIVOSDISPOSITIVOSDISPOSITIVOSDISPOSITIVOSDISPOSITIVOS</p><p>com a tecnologiacom a tecnologia</p><p>O</p><p>Sensores de posição</p><p>magneto-restrição</p><p>O</p><p>Sensores de posição</p><p>Gilberto Abrão Jana Filho</p><p>s sensores de posição li-</p><p>near vêm sendo cada vez</p><p>mais utilizados em au-</p><p>tomação de máquinas. Sua</p><p>aplicação mais comum é em</p><p>servocontroles, mas há várias outras</p><p>possibilidades como, por exemplo, no</p><p>controle de nível de líquidos.</p><p>Existem várias tecnologias para</p><p>o controle de posição linear. As mais</p><p>comuns são a régua potenciométrica</p><p>e a régua óptica. A primeira possui</p><p>um potenciômetro resistivo em seu</p><p>interior e a resposta dada na saída é</p><p>uma resistência proporcional à posi-</p><p>ção do cursor; já a régua óptica fun-</p><p>ciona com o mesmo princípio do</p><p>encoder , gerando pulsos proporcio-</p><p>nais à posição do cursor.</p><p>A mais moderna tecnologia de</p><p>sensor linear é a da magneto-restri-</p><p>ção (magnetostriction, em inglês). Ela</p><p>permite a construção de um sensor</p><p>totalmente sem contato entre o</p><p>cursor e o elemento sensor, além de</p><p>proporcionar altíssima resolução, in-</p><p>formação da posição de forma abso-</p><p>luta (não sendo necessária a colo-</p><p>cação de sensores de referência) e</p><p>múltiplas opções de sinal de saída.</p><p>O QUE É A</p><p>MAGNETO-RESTRIÇÃO</p><p>A magneto-restrição é a proprie-</p><p>dade apresentada por alguns materi-</p><p>ais ferromagnéticos, onde o material</p><p>se expande ou se contrai quando</p><p>colocado em um campo magnético</p><p>(veja figura 1 ). O elemento sensor</p><p>de um sensor magneto-restritivo de</p><p>posição é o “guia de onda”, um longo</p><p>e fino fio ou tubo de material</p><p>ferromagnético. Outra característica</p><p>destes materiais é o efeito</p><p>magneto-restrição</p><p>Wiedemann: quando uma corrente</p><p>passa pelo guia de onda, na presen-</p><p>ça de um campo magnético, uma</p><p>força torcional é exercida sobre ele.</p><p>A seqüência de eventos de uma</p><p>medição de posição é:</p><p>1- Um pulso de corrente, chama-</p><p>do pulso de interrogação, é aplicado</p><p>ao guia de onda (o circuito é comple-</p><p>tado por um fio de cobre de retorno),</p><p>e um temporizador é inicializado. Este</p><p>pulso gera um campo que percorre o</p><p>guia de onda.</p><p>2- Na posição do cursor há um</p><p>magneto que gera um campo mag-</p><p>nético e este causa a torção no guia</p><p>de onda. Quando o pulso de interro-</p><p>gação encontra esta torção, um pul-</p><p>so sônico é gerado e retorna à ca-</p><p>beça do sensor, é detectado e o</p><p>temporizador pára.</p><p>3- Como a velocidade de pro-</p><p>pagação do pulso é conhecida e</p><p>precisa (tipicamente 0,35 µs/mm),</p><p>o tempo medido representa a dis-</p><p>tância entre a cabeça do sensor</p><p>e o cursor.</p><p>4- O tempo medido serve para</p><p>gerar a saída desejada que pode ser</p><p>analógica (4-20 mA, 0-10V,...),</p><p>Profibus, Devicenet, SSI, etc..</p><p>AS VANTAGENS</p><p>Os sensores magneto-restriti-</p><p>vos de posição possuem diversas</p><p>Figura 1 – Princípio de funcionamento do sensor</p><p>magnetorestritivo.</p>